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    Nuovo metodo per analizzare la curva di dissipazione degli isolanti topologici

    Spettro dell'Hamiltoniana (1) in campi esterni nulli. Credito:Università Lobachevsky

    Gli isolanti topologici sono nuovi materiali studiati da molti gruppi di ricerca in tutto il mondo da oltre 10 anni. Il vantaggio principale di tali materiali è la presenza di stati privi di dissipazione al confine del campione in determinate condizioni di simmetria, mentre il materiale sfuso conserva le proprietà di un isolante. In considerazione di queste proprietà, si spera che gli isolanti topologici possano essere utilizzati nelle comunicazioni avanzate e nei sistemi di elaborazione delle informazioni, così come nell'informatica quantistica.

    Molte proprietà degli isolanti topologici sono state ormai ben descritte teoricamente, e alcuni di essi sono stati verificati sperimentalmente. Le proprietà di base che richiedono ancora una verifica completa includono la forma della curva di dissipazione dell'energia degli stati del bordo in un isolante topologico, a seconda delle loro componenti di quasi momento.

    La legge descritta da questa curva è alla base della maggior parte delle proprietà osservabili e applicate del materiale, ed è molto importante conoscerne i dettagli. Se, Per esempio, facciamo un grafico della legge di dissipazione per gli elettroni sulla superficie del Bi 2 Te 3 composti di classe, assomiglierà a un fiore con petali dalla forma intricata. La forma dei petali conterrà informazioni sulla simmetria della legge di dissipazione, che influenza direttamente le proprietà fisiche del gas di elettroni.

    I ricercatori della Facoltà di Fisica dell'UNN sono da tempo impegnati nello studio degli isolanti topologici. Recentemente, sono stati completati i lavori sull'impatto della simmetria della legge di dissipazione per gli elettroni sul Bi 2 Te 3 superficie sulle proprietà osservate di questo materiale. Secondo il Professore Associato del Dipartimento di Fisica Teorica Denis Khomitsky, i ricercatori hanno potuto dimostrare che la forma dei "petali" della curva di dissipazione, o meglio la loro simmetria, è un riflesso di regolarità specifiche e misurabili.

    Pacchetto d'onda nello spazio delle coordinate in diversi istanti durante un periodo di ciclotrone. Credito:Università Lobachevsky

    Queste regolarità includono la comparsa di nuovi picchi nello spettro di assorbimento della radiazione elettromagnetica con diversa polarizzazione, così come le differenze qualitative nella dinamica del pacchetto d'onda che si manifestano quando si tiene conto della distorsione esagonale o dell'ondulazione dello spettro.

    "Potremo stimare nei nostri futuri esperimenti ottici e di trasporto il reale contributo di questa corrugazione, questo è, per descrivere più accuratamente i dettagli della forma 'petalo' della legge di dissipazione, "dice Denis Khomitsky.

    Lo studio è riportato in Giornale di Fisica Sperimentale e Teorica . I ricercatori sperano che una migliore comprensione di questa legge contribuisca ad accelerare lo sviluppo di applicazioni e dispositivi praticamente utili basati su questa classe di materiali.

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