Выпуски

 / 

2026

 / 

Май

  

Конференции и симпозиумы


Топологические полуметаллы: поверхностный транспорт и спиновые эффекты

 
Институт физики твердого тела имени Ю.А. Осипьяна РАН, ул. Академика Осипьяна 2, Черноголовка, Московская обл., 142432, Российская Федерация

Современный интерес к топологическим эффектам в физике твёрдого тела в значительной степени сместился с топологических изоляторов к топологическим полуметаллам, в частности, к вейлевским полуметаллам как наиболее рафинированному представителю данного класса материалов. Как и для других топологических систем, топологических изоляторов и квантового эффекта Холла, для топологических полуметаллов характерно наличие поверхностных состояний в электронном спектре, которые характеризуются линейным законом дисперсии. В отличие от геликоидальных поверхностных состояний в топологических изоляторах, поверхностные состояния в вейлевских полуметаллах являются киральными, как в черновском изоляторе, что позволяет рассматривать вейлевские полуметаллы как трёхмерный аналог квантового эффекта Холла. При этом ключевой экспериментальной задачей является выделение вклада поверхностных состояний в свойства полуметалла в условиях наличия значительной объёмной проводимости таких материалов в силу бесщелевого объёмного спектра, что значительно затрудняет экспериментальные исследования. Следует также отметить, что благодаря жёсткой связи между импульсом и спином (spin-momentum locking) в топологическом поверхностном состоянии, вейлевские полуметаллы представляют собой интересный объект для исследования спин-зависимых явлений. В данном обзоре представлены результаты многолетних экспериментальных исследований транспортных свойств топологических полуметаллов, а именно: транспорт в условиях сверхпроводящего эффекта близости; спин-зависимый транспорт; выделение вклада поверхностных состояний в магнитном отклике; нелинейный эффект Холла как прямая демонстрация ненулевой кривизны Берри в топологических полуметаллах. Также обсуждаются возможности практических применений этого класса топологических систем.

Текст pdf (1,5 Мб)
Ключевые слова: топологические полуметаллы, сверхпроводящий эффект близости, спин-зависимый транспорт, нелинейный аномальный эффект Холла
PACS: 71.30.+h, 73.40.Qv (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2025.04.039962
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2026/5/c/
Цитата: Девятов Э В "Топологические полуметаллы: поверхностный транспорт и спиновые эффекты" УФН 196 473–489 (2026)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 30 июня 2025, 23 апреля 2025

English citation: Deviatov E V “Topological semimetals: surface transport and spin effectsPhys. Usp. 69 (5) (2026); DOI: 10.3367/UFNe.2025.04.039962

Похожие статьи (20) ↓

  1. В.Т. Долгополов «Проявление взаимодействий в транспортных свойствах электронных систем пониженной размерности» УФН 184 783–787 (2014)
  2. С.А. Тарасенко «Электронные свойства топологических изоляторов. Структура краевых состояний и фотогальванические эффекты» УФН 188 1129–1134 (2018)
  3. А.К. Звездин, К.А. Звездин, А.В. Хвальковский «Обобщенное уравнение Ландау-Лифшица и процессы переноса спинового момента в магнитных наноструктурах» УФН 178 436–442 (2008)
  4. В.Т. Долгополов «Перколяционные переходы металл-диэлектрик в двумерных электронных системах» УФН 166 428–431 (1996)
  5. Г.Е. Воловик «Экзотические переходы Лифшица в топологической материи» УФН 188 95–105 (2018)
  6. Ю.В. Гуляев, П.Е. Зильберман, Э.М. Эпштейн «Наноразмерные структуры с включением ферромагнитных металлических слоев: новые эффекты при прохождении перпендикулярного тока» УФН 178 433 (2008)
  7. И.М. Суслов «Плотность состояний вблизи порога локализации» УФН 166 907–908 (1996)
  8. В.М. Пудалов «От квантового эффекта Холла к вигнеровскому кристаллу» УФН 164 997–1000 (1994)
  9. В.Ф. Гантмахер «Переход сверхпроводник — диэлектрик и диэлектрики с локализованными электронными парами» УФН 168 231–234 (1998)
  10. В.А. Алексеев, Е.Г. Максимов и др. «Фазовые переходы металл — диэлектрик (по материалам I Всесоюзной конференции по фазовым переходам металл — диэлектрик, Москва, июнь 1972 г.)» УФН 112 173–179 (1974)
  11. В.М. Пудалов, С.Г. Семенчинский «Изучение гальвано-магнитных свойств двумерного слоя электронов в кремнии в условиях квантования холловского сопротивления» УФН 146 534–536 (1985)
  12. И.В. Кукушкин, В.Б. Тимофеев «Плотность состояний двумерных электронов в поперечном квантующем магнитном поле» УФН 152 704–707 (1987)
  13. С.В. Морозов, К.С. Новоселов, А.К. Гейм «Электронный транспорт в графене» УФН 178 776–780 (2008)
  14. Ю.Е. Лозовик, С.П. Меркулова, А.А. Соколик «Коллективные электронные явления в графене» УФН 178 757–776 (2008)
  15. В.М. Пудалов «Вигнеровская кристаллизация в двумерном электронном газе в полупроводниках» УФН 161 (6) 201–205 (1991)
  16. Л.С. Левитов, А.В. Шитов «Кулоновская аномалия при туннелировании в плохой проводник» УФН 166 906–906 (1996)
  17. А.Д. Заикин, Д.С. Голубев и др. «Квантовые флуктуации и диссипация в тонких сверхпроводящих проволоках» УФН 168 244–248 (1998)
  18. В.М. Пудалов «Переход металл-диэлектрик в двумерной системе в нулевом магнитном поле» УФН 168 227–231 (1998)
  19. А. Голд «Переход сверхпроводник-диэлектрик в неупорядоченном бозе-конденсате» УФН 168 234–237 (1998)
  20. А. Фридман, Э.П. Прайс, Р.К. Дайнс «Мезоскопические явления в неупорядоченных сверхпроводниках» УФН 168 237–241 (1998)

Список формируется автоматически.

© Успехи физических наук, 1918–2026
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение