Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Természettudományi Kar		 Tantárgy Adatlap
Tantárgy kód BMETE11MF34
Tantárgy azonosító adatok
1. A tárgy címe Topologikus szigetelők
2. A tárgy angol címe Topological Insulators
3. Heti óraszámok (ea + gy + lab) és a félévvégi követelmény típusa 2 + 0 + 0 v Kredit 3
4. Ajánlott/kötelező előtanulmányi rend
vagy Tantárgy kód 1 Rövid cím 1 Tantárgy kód 2 Rövid cím 2 Tantárgy kód 3 Rövid cím 3
4.1
4.2
4.3
5. Kizáró tantárgyak
6. A tantárgy felelős tanszéke Fizika Tanszék
7. A tantárgy felelős oktatója Dr. Pályi András beosztása egyetemi docens
Akkreditációs adatok
8. Akkreditációra benyújtás időpontja 2015.06.09. Akkreditációs bizottság döntési időpontja 2016.01.25
Tematika
9. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít
Kvantummechanika, szilárdtestek elektronállapotainak szoroskötésű modellje
10. A tantárgy szerepe a képzés céljának megvalósításában (szak, kötelező, kötelezően választható, szabadon választható)
TTK Fizikus MSc és PhD képzések szabadon választható tárgya
11. A tárgy részletes tematikája
Az elmúlt évtized egyik meglepetése, hogy az elektromos vezetés (kölcsönhatásmentes) sávelmélete is tud még valami alapvetően újjal szolgálni. A topologikus szigetelők olyan elektronikusan szigetelő, kristályos anyagok, amelyek felszínén vezető – esetenként tökéletesen vezető – felületi állapotok alakulnak ki. A tantárgy keretében egyszerű példákon keresztül bemutatjuk a sávelméletben lényeges szerephez jutó topologikus invariánsokat, elméleti módszereket adunk azok kiszámítására, és bemutatjuk, hogy miként védi meg a topológia a felületi állapotokat bizonyos perturbációktól. Betekintést adunk a topologikus szigetelők általános elméletébe és áttekintünk néhány kapcsolódó kísérleti e lrendezést és eredményt. Tematika: 1. Egydimenziós kristályok királis szimmetriával: a Su-Schrieffer-Heeger modell 2. Adiabatikus dinamika a kvantummechanikában, Berry-fázis, Chern-szám 3. Adiabatikus töltéspumpálás egydimenziós kristályban 4. Kvantum Anomális Hall-effektus: a Qi-Wu-Zhang-modell 5. Kétdimenziós időtükrőzésre invariáns topologikus szigetelők: a Bernevig-Hughes-Zhang modell 6. Kétdimenziós szigetelők kvantált vezetőképessége
12. Követelmények, az osztályzat (aláírás) kialakításának módja
szorgalmi
időszakban		 vizsga-
időszakban		 szóbeli vagy írásbeli vizsga
13. Pótlási lehetőségek
14. Konzultációs lehetőségek
Egyeztetés alapján
15. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom
J. Asbóth, L. Oroszlány, A. Pályi: Topological insulators (elektronikus egyetemi jegyzet)
16. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka mennyisége órákban (a teljes szemeszterre számítva)
16.1 Kontakt óra
28
16.2 Félévközi felkészülés órákra
22
16.3 Felkészülés zárthelyire
0
16.4 Zárthelyik megírása
0
16.5 Házi feladat elkészítése
0
16.6 Kijelölt írásos tananyag elsajátítása (beszámoló)
0
16.7 Egyéb elfoglaltság
0
16.8 Vizsgafelkészülés
40
16.9 Összesen
90
17. Ellenőrző adat Kredit * 30
90
A tárgy tematikáját kidolgozta
18. Név beosztás Munkahely (tanszék, kutatóintézet, stb.)
Dr. Asbóth János
tudományos főmunkatárs
MTA Wigner Kutatóközpont
Dr. Oroszlány László
egyetemi adjunktus
ELTE Fizikai Intézet
Dr. Pályi András
egyetemi docens
BME Fizika Tanszék
A tanszékvezető
19. Neve aláírása
Dr. Halbritter András