[qmeso-seminar] семинар 12 декабря

[Mikhail A. Skvortsov]

                     СЕМИНАР СЕКТОРА КВАНТОВОЙ МЕЗОСКОПИКИ

                         пятница 12 декабря, 15:00, ИТФ


                           И. В. Загороднев (ИРЭ РАН)

                 О возможных спектрах поверхностных состояний 
                      в 2D и 3D топологических изоляторах


Обычно считается, что в топологических изоляторах (ТИ) спектр поверхностных
состояний имеет бесщелевой линейный (ультрарелятивистский) спектр в центре зоны
Бриллюэна. Такой спектр действительно получается в простейших моделях при
использовании “открытых граничных условий” (open boundary
conditions) [X.-L. Qi, S.-C. Zhang, Rev. Mod. Phys. 83, 1057 (2011)], т.е.
граничных условий зануляющих волновую функцию на границе. Однако, известно, что
эффективная волновая функция, описывающая электроны в кристалле, не обязана
зануляться на границе [E.L. Ivchenko “Optical Spectrosopy of Semiconductor
Nanostructires”, Alpha Science, Harrow, UK (2005) и ссылки в ней]. Теория
ТИ, а точнее “принцип соответствия граница-объем” (bulk boundary
correspondence) предсказывает наличие краевых состояний в объемной щели, но не
сам спектр, который должен зависеть от свойств и микроструктуры поверхности, что
не учитывается открытыми граничными условиями. В нашей работе arXiv:1407.0945
были проанализированы возможные граничные условия в 2D ТИ на основе квантовых ям
CdHgTe и в 3D ТИ Bi2Se3. Показано, что поверхностные состояния могут иметь
существенно не линейный спектр или вовсе отсутствовать в центре зоны Бриллюэна.