Cтатьи, принятые к публикации

Обзоры актуальных проблем


ТермоЭДС в топологических изоляторах и двумерных полуметаллах на основе HgTe

 а,  б, в,  а,  б,  г, д
а Universidade de São Paulo, Instituto de Física, São Paulo, Brazil
б Институт физики полупроводников СО РАН, просп. Ак. Лаврентьева 13, Новосибирск, 630090, Российская Федерация
в Новосибирский государственный университет, Академгородок, ул. Пирогова 2, Новосибирск, 630090, Российская Федерация
г Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН, просп. Лаврентьева 13, Новосибирск, 630090, Российская Федерация
д Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, Академгородок, ул. Пирогова 2, Новосибирск, 630090, Российская Федерация

В последние годы были предприняты значительные усилия по исследованию влияния нетривиальной электронной топологии на термоэлектрические свойства материалов. В частности топологические изоляторы и двумерные полуметаллы стали новым классом термоэлектрических материалов. Когда уровень Ферми находится в пределах запрещенной зоны, термоэлектрический транспорт в двумерных топологических изоляторах определяется в первую очередь  одномерными геликоидальными краевыми состояниями, тогда как в трехмерных топологических изоляторах транспорт определяется двумерными состояниями, которые существуют на поверхности материала. В настоящей работе сделан обзор результатов, полученных на квантовых ямах HgTe, уникальность которых заключается в том, что они сочетают в себе оптимальные характеристики топологических изоляторов и наиболее эффективных термоэлектрических материалов. Также рассматрены термоэлектрические явления в двумерных полуметаллах на основе HgTe. Эти материалы имеют перекрывающиеся в энергетическом пространстве электронные и дырочные зоны, что приводит к сильному взаимному рассеянию между электронами и дырками, которое влияет на термоэлектрический транспорт и приводит к температурно-зависимому сопротивлению. Явления термоЭДС в двумерных полуметаллах рассматриваются с учетом эффектов диффузии и фононного увлечения. Кроме того, в обзоре обсуждаются двумерные полуметаллы Вейля с бесщелевым конусным спектром и их термоэлектрические свойства. Отмечается влияние сосуществования дираковских и тяжелых дырок в валентной зоне на термоэлектрические свойства данного материала и его потенциал для применения в термоэлектрических устройствах.

Ключевые слова: топологический изолятор, термоэдс, квантовый транспорт, квантовая яма HgTe
DOI: 10.3367/UFNr.2025.04.039898
Цитата: Гусев Г М, Квон З Д, Левин А Д, Ольшанецкий Е Б, Михайлов Н Н "ТермоЭДС в топологических изоляторах и двумерных полуметаллах на основе HgTe" УФН, принята к публикации

Поступила: 14 февраля 2025, доработана: 2 апреля 2025, 9 апреля 2025

English citation: Gusev G M, Kvon Z D, Levin A D, Olshanetskii E B, Mikhailov N N “Thermopower in HgTe-based topological insulators and two-dimensional semimetalsPhys. Usp., accepted; DOI: 10.3367/UFNe.2025.04.039898

© Успехи физических наук, 1918–2025
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение