Cтатьи, принятые к публикации

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 твердого 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. Так же обсуждаются возможности практических применений этого класса топологических систем.

PACS: 71.30.+h, 73.40.Qv (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2025.04.039962
Цитата: Девятов Э В "Топологические полуметаллы: поверхностный транспорт и спиновые эффекты" УФН, принята к публикации

23 апреля 2025

English citation: Deviatov E V “Topological semimetals: surface transport and spin effectsPhys. Usp., accepted; 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. Г.Е. Воловик «Экзотические переходы Лифшица в топологической материи» УФН 188 95–105 (2018)
  3. И.М. Суслов «Плотность состояний вблизи порога локализации» УФН 166 907–908 (1996)
  4. В.Ф. Гантмахер «Переход сверхпроводник — диэлектрик и диэлектрики с локализованными электронными парами» УФН 168 231–234 (1998)
  5. С.А. Тарасенко «Электронные свойства топологических изоляторов. Структура краевых состояний и фотогальванические эффекты» УФН 188 1129–1134 (2018)
  6. 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)
  7. 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)
  8. И.В. Кукушкин, В.Б. Тимофеев «Плотность состояний двумерных электронов в поперечном квантующем магнитном поле» УФН 152 704–707 (1987)
  9. В.М. Пудалов «Вигнеровская кристаллизация в двумерном электронном газе в полупроводниках» УФН 161 (6) 201–205 (1991)
  10. Л.С. Левитов, А.В. Шитов «Кулоновская аномалия при туннелировании в плохой проводник» УФН 166 906–906 (1996)
  11. В.Т. Долгополов «Перколяционные переходы металл-диэлектрик в двумерных электронных системах» УФН 166 428–431 (1996)
  12. А.Д. Заикин, Д.С. Голубев и др. «Квантовые флуктуации и диссипация в тонких сверхпроводящих проволоках» УФН 168 244–248 (1998)
  13. А.Г. Забродский «Кулоновская щель и фазовый переход металл-изолятор в легированных полупроводниках» УФН 168 804–808 (1998)
  14. А.Н. Лавров, В.Ф. Гантмахер «Низкотемпературное сопротивление недодопированных купратов» УФН 168 241–244 (1998)
  15. А. Фридман, Э.П. Прайс, Р.К. Дайнс «Мезоскопические явления в неупорядоченных сверхпроводниках» УФН 168 237–241 (1998)
  16. А. Голд «Переход сверхпроводник-диэлектрик в неупорядоченном бозе-конденсате» УФН 168 234–237 (1998)
  17. В.М. Пудалов «Переход металл-диэлектрик в двумерной системе в нулевом магнитном поле» УФН 168 227–231 (1998)
  18. 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)
  19. П.И. Арсеев, С.В. Демишев и др. «Сильно коррелированные электронные системы и квантовые критические явления» УФН 175 1125–1139 (2005)
  20. В.М. Пудалов «Переход металл-изолятор в двумерной сильнокоррелированной системе электронов и сопутствующие явления» УФН 176 213 (2006)

Список формируется автоматически.

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