Topológikus szigetelők alacsony dimenzióban

Nyomtatóbarát változatNyomtatóbarát változat
Típus: 
BSc szakdolgozat téma - fizikus
Félév: 
2017/18/2.
Témavezető: 
Név: 
Virosztek Attila
Email cím: 
virosztek.attila@wigner.mta.hu
Intézet/Tanszék/Cégnév: 
Fizika Tanszék
Beosztás: 
egyetemi tanár
Elvárások: 

kiváló eredmények elméleti fizikai tárgyakból és szilárdtestfizikából, angol szakszöveg megértése

Leírás: 

Az egy atomi réteg vastagságú grafitsik (grafén) Nobel-dijjal elismert fölfedezése nyomán intenziv kutatás indult meg a topológikus szigetelők témakörében. Kiderült, hogy a szilárdtestbeli elektronoknak még a kölcsönhatást nem tartalmazó modellje is tartogat újdonságokat. Bár minden szigetelőre igaz, hogy a Bloch-probléma sajátérték-spektrumában véges nagyságú tiltott sáv van a betöltött és be nem töltött állapotok között, a sajátvektorok (Bloch-függvények) topológikus tulajdonságai lényegesen különbözhetnek. A Brillouin-zónában végzett adiabatikus mozgáshoz zérustól különböző Berry-fázis tartozhat, mely különböző egész számokkal (Chern-számokkal) jellemezhető sávokhoz, illetve szigetelőkhöz (Chern-szigetelők) vezethet. A topológikus tulajdonságok a tömbi anyag mérhető fizikai mennyiségeit (pl. Hall-állandó) is befolyásolhatják, de különösen érdekes helyzet áll elő két topológikusan különböző szigetelő határfelületén, mely a várakozással ellentétben fémes jelleget fog ölteni. A szakdolgozó feladata lesz az irodalom, és egyszerű egy-, valamint kétdimenziós modellek (SSH, Haldane, Kane-Mele) tanulmányozása alapján a jelenségkör feltérképezése, a topológikus invariánsok és a Hall-állandó kapcsolatának megértése, továbbá a fémes felületi állapotok vizsgálata.