Последние достижения в физике твердого тела

д.ф.-м.н., акад. В. Ф. Гантмахер

Аннотация

Семинар организован для студентов 9-го семестра, которые уже практически закончили курс обучения на физтехе и работают в лабораториях над своими магистерскими работами. Цель - не дать им полностью погрузиться в их узкую проблему, заставить их почувствовать связь их узкой области с окружающим морем проблем, показать многообразие экспериментальных приемов, подходов и способов рассуждений на примерах работ либо вообще существующих еще только в электронном виде, либо опубликованных совсем недавно. Для докладчика это бесценный опыт: подняв предшествующую литературу, досконально разобраться в чужой статье и изложить ее связно и понятно.

Семинар работает следующим образом. Руководитель семинара подбирает работы для обсуждения, заранее раздает их участникам (обычно - по одной на каждого) и составляет график обсуждений. За несколько дней до семинара он проверяет ход подготовки очередного докладчика, на самом семинаре обычно делает небольшое вступление. Оптимально, когда участники семинара при обсуждении втягиваются в общую дискуссию. Обсуждение каждой статьи предположительно будет занимать два занятия.

Программа курса

В 2012-13 уч. году предполагается обсудить следующие работы (список работ может быть изменен и дополнен):

1. Yu Lin, Li Zhang, et al., Amorphous Diamond: A High-Pressure Superhard Carbon Allotrope, PRL 107, 175504 (2011)
   При приложении давления свыше 40 GPa к аморфному графиту удалось получить новую аллотропную форму углерода с sp3-связями, аморфной структурой и твердостью алмаза. Однако переход оказался обратимым и структура не сохранялась при снятии давления.
2. Y. Bekenstein, K. Vinokurov, et al., Periodic negative differential conductance in a single metallic nanocage, cond.-mat. 1209.2241, Phys. Rev. B. 86, 085431, 2012 Туннельная сканирующая микроскопия позволила наблюдать периодически возникающую отрицательную дифференциальную проводимость (NDC) отдельной полой Ru наночастицы. Обсуждаются возможные причины этого явления.
3. N. Deng, J.D. Watson, et al., Contrasting Energy Scales of the Reentrant Integer Quantum Hall States, cond.-mat. 1209.2395
   Были зафиксированы существенно разные температуры возникновения возвратных состояний целочисленного квантового эффекта Холла на втором и третьем уровнях Ландау.
4. A. Richardella, A. Yazdani, et al., Visualizing Critical Correlations Near the Metal-Insulator Transition in Ga1-xMnxAs. SCIENCE 327, 665 (2010)
   Электронные состояния вблизи порога локализации, согласно теории, обладают особыми мультифрактальными волновыми функциями. Поэтому пространственные характеристики этих функций могут свидетельствовать о близости перехода металл-изолятор. Экспериментально удалось при помощи сканирующей туннельной спектроскопии в образцах осуществить визуализацию электронных состояний в образцахGa1-xMnxAs вблизи перехода.
5. D. Kim, S. Cho, et al., Surface conduction of topological Dirac electrons in bulk insulating Bi2Se3, NATURE PHYSICS, 8, 459 (2012).
   Несмотря на свое название, объемная электропроводность большинства топологических изоляторов сравнительно велика, что маскирует проводимость поверхностных состояний. Компенсацией допирования удалось существенно подавить объемную проводимость Bi2Se3 и благодаря этому выделить свойства поверхностных состояний.
6. C. Kallin, Chiral P-Wave Order in Sr2RuO4, arXiv: 1210.2992
   Обзор разнообразных экспериментов на Sr2RuO4, чувствительных к p-спариванию, триплетной сверхпроводимости и симметрии относительно обратимости времени.
7. J. Hicks,1 A. Tejeda, et al., A wide band gap metal-semiconductor-metal nanostructure made entirely from graphene, arXiv: 1210.3532
   За счет внутреннего взаимодействия между графеном и атомно-упорядоченной подложкой изготовлена уникальная одномерная структура металл-полупровод-ник-металл, состоящая полностью из одного только графена.