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)
English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.2025.04.039962
Адрес для корреспонденции:
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 effects” Phys. Usp. 69 442–456 (2026); DOI: 10.3367/UFNe.2025.04.039962

Список литературы (115) Статьи, ссылающиеся на эту (2) 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. В.М. Пудалов «От квантового эффекта Холла к вигнеровскому кристаллу» УФН 164 997–1000 (1994)
  8. А.В. Ларионов, А.В. Горбунов, Л.В. Кулик «Экситонные конденсаты в целочисленных и дробных квантово-холловских диэлектриках» УФН 196 490–505 (2026)
  9. П.И. Арсеев, С.В. Демишев и др. «Сильно коррелированные электронные системы и квантовые критические явления» УФН 175 1125–1139 (2005)
  10. С.В. Демишев, В.Н. Рыжов, С.М. Стишов «Сильно коррелированные электронные системы и квантовые критические явления (11 апреля 2003 г., г. Троицк, Московская обл.)» УФН 174 449–456 (2004)
  11. А.Г. Забродский «Кулоновская щель и фазовый переход металл – изолятор в легированных полупроводниках» УФН 168 804–808 (1998)
  12. И.М. Суслов «Плотность состояний вблизи порога локализации» УФН 166 907–908 (1996)
  13. И.В. Кукушкин, В.Б. Тимофеев «Плотность состояний двумерных электронов в поперечном квантующем магнитном поле» УФН 152 704–707 (1987)
  14. О.А. Панкратов «Поверхностные состояния топологических изоляторов» УФН 188 1226–1237 (2018)
  15. С.В. Демишев, В.В. Бражкин и др. «Фазы Гриффитса и аномальное увеличение температуры Кюри в системах с магнитным беспорядком» УФН 196 506–536 (2026)
  16. В.Н. Рыжов, В.В. Бражкин и др. «Физика фазовых переходов в двух измерениях: за пределами Березинского—Костерлица—Таулеса» УФН 196 537–561 (2026)
  17. В.Ф. Гантмахер «Переход сверхпроводник - диэлектрик и диэлектрики с локализованными электронными парами» УФН 168 231–234 (1998)
  18. В.М. Пудалов «Вигнеровская кристаллизация в двумерном электронном газе в полупроводниках» УФН 161 (6) 201–205 (1991)
  19. Ю.В. Стенькин «Проект LHAASO: первые результаты и перспективы» УФН 192 1048–1053 (2022)
  20. В. Хансен, Д. Шмерек, К. Штайнебах «Основные состояния в одномерной электронной системе» УФН 168 188–192 (1998)

Список формируется автоматически.

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