КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

---

Номер проекта 22-22-00990

НазваниеПоверхностный электронный транспорт в коррелированных топологических изоляторах на основе редкоземельных боридов

Руководитель Глушков Владимир Витальевич, Доктор физико-математических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук" , г Москва

Конкурс №64 - Конкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-202 - Полупроводники

Ключевые слова топологические изоляторы, гексабориды, электронный транспорт, поверхностная проводимость, низкие температуры, эффект поля, изгиб зон

Код ГРНТИ29.19.24

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
Проект направлен на исследование механизмов поверхностного электронного транспорта и на поиск эффективных способов управления параметрами поверхностной проводимости в трехмерных топологических изоляторах (ТИ). В этом макроскопическом квантовом состоянии инверсия зон различной симметрии приводит к возникновению поверхностных носителей заряда с безмассовым дираковским спектром и жесткой связью между спином и импульсом, обеспечивающей бездиссипативный перенос заряда в отсутствии магнитных примесей. Идентификация микроскопических механизмов поверхностного электронного транспорта в ТИ крайне важна как для развития теоретических подходов к описанию квантового электронного транспорта в полупроводниках, так и для перспективных применений ТИ в спинтронике и квантовых компьютерах. Для объектов исследования – коррелированных ТИ SmB6, YbB6 и соединений на их основе – нетривиальная топология электронного спектра реализуется в режиме промежуточной валентности редкоземельных ионов (Sm+2,6). Вопрос о специфике влияния быстрых зарядовых и спиновых флуктуаций между 4f- и 5d-состояниями редкоземельного иона на параметры электронного спектра поверхностных состояний остается открытым. Кроме того, на поверхностный электронный транспорт в этих ТИ сильно влияет высокая степень полярности поверхностей, формируемых из положительно заряженных редкоземельных ионов и отрицательно заряженных кластеров бора. Для выяснения механизмов поверхностного электронного транспорта и способов управления параметрами поверхностных состояний в коррелированных ТИ планируется выполнить комплексное исследование электрофизических свойств монокристаллических образцов SmB6, YbB6 и Sm1-xRxB6 (R= Eu, Gd, Yb и др.) с концентрациями примеси замещения до 10 ат.% при температурах 1,8 - 300 К в магнитных полях до 8 Тл. Основное внимание в проекте отводится развитию методов идентификации и управления параметрами электронного транспорта на поверхностях различной ориентации, подвергнутых специальной (механической, химической и ионно-плазменной) обработке, с использованием эффекта поля. Предполагается, что сопоставление характеристик носителей заряда, определяющих проводящие свойства поверхностей исследуемых соединений, позволит выделить эффективные механизмы управления параметрами поверхностных состояний, определяющих электронный транспорт в основном состоянии ТИ, а также окончательно классифицировать исследуемые материалы как топологические изоляторы или как традиционные полупроводники с тривиальными поверхностными состояниями. Актуальность решения научной задачи определяет отсутствие систематического подхода к исследованию поверхностного электронного транспорта в гексабориде самария и родственных соединениях (текущее состояние проблемы представлено в Physical Review Research 3, 023162 (2021)), а также ряд оригинальных результатов, включающих обнаружение температурно-индуцированных магнитных моментов при переходе к режиму поверхностной проводимости ниже 5,5 К (Scientific Reports, 8, 7125 (2018)). Реализация экспериментальной программы проекта позволит получить новую информацию о механизмах формирования поверхностных состояний в коррелированных ТИ с прогнозом их возможных практических применений.

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---