Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Természettudományi Kar		 Tantárgy Adatlap
Tantárgy kód BMETE11MF35
Tantárgy azonosító adatok
1. A tárgy címe Topologikus szigetelők 2
2. A tárgy angol címe Topological Insulators 2
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 2015.12.21 Akkreditációs bizottság döntési időpontja 2016.01.25
Tematika
9. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít
Kvantummechanika, szilárdtestek elektronállapotainak szoroskötésű modellje, másodkvantálás, topologikus szigetelők
10. A tantárgy szerepe a képzés céljának megvalósításában (szak, kötelező, kötelezően választható, szabadon választható)
TTK Fizika MSc, PhD képzések szabadon választható tárgya
11. A tárgy részletes tematikája
A félévben a "Topologikus szigetelők" kurzusra építve azt mutatjuk meg, hogyan lehet topologikus szupravezetőkben kvantuminformációt tárolni, ill. feldolgozni. A szupravezetők az egyrészecskés gerjesztések szempontjából (Bogoljubov-de Gennes formalizmusban) sávszigetelőknek tekinthetők. Megfelelő kürülmények mellett egy szupravezető (Bogoljubov-de Gennes Hamilton-operátora) lehet topologikusan nemtriviális. Az egy-és kétdimenziós esetben az ilyen anyagok topologikusan védett nulla-energiás kötött állapotokat tartalmazhatnak, ezeket Majorana- fermionoknak szokták hívni. Áttekintjük ezen állapotok elméleti és kísérleti státuszát, valamint annak alapjait, hogyan alkal mazhatóak ezek kvantuminformáció tárolására és feldolgozására. Kitekintést adunk az erősen kölcsönható, topologikus renddel bíró modellekre is. Tematika: 1. Szupravezetés és a Bogoljubov-de Gennes formalizmus 2. Topologikus szupravezetés egy dimenzióban: Kitajev-drót, Majorana-módusok és tömb-él korrespondencia 3. Elektromos transzport topologikus szupravezetőkben: alagútspektroszkópia és Josephson-effektus 4. Topologikus szupravezetők kísérleti megvalósítása 5. Topologikus szupravezetés két dimenzióban: p+ip szupravezetők, kötött állapotok vortexekben 6. Majorana módusok és topologikus kvantuminformáció-feldolgozás 7. Topologikus rend: A Kitajev-féle toric code és hatszögrács-modellek
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
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.)
Asbóth János
tudományos főmunkatárs
MTA Wigner Kutatóközpont
Oroszlány László
egyetemi adjunktus
ELTE Fizikai Intézet
Pályi András
egyetemi docens
BME Fizika Tanszék
A tanszékvezető
19. Neve aláírása
Dr. Halbritter András