Fyzikální vlastnosti materiálů FX001

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Fyzikální vlastnosti materiálů FX001"

Jarmila Nováková
před 5 lety
Počet zobrazení:

1 Fyzikální vlastnosti materiálů FX Vazba v pevné látce, elastické a tepelné vlastnosti materiálů 2. Elektrické vlastnosti materiálů 3. Optické vlastnosti materiálů 4. Magnetické vlastnosti materiálů 5. Supravodiče a grafen

2 Fyzikální vlastnosti materiálů 5. Supravodiče a grafen a) Supravodivost supravodivost kovů, Meissnerův jev, vysokoteplotní supravodiče. b) Grafen Fermiho rychlost, elektrické, mechanické, optické a magnetické vlastnosti c) Jiné materiály s linerní disperzí topologické izolátory

6 Supravodivost různých materiálů

7 Supravodivost různých materiálů vysoké tlaky

8 Supravodiče TC (K) Hc (gauss) T=0K Al Hg alfa La hcp La fcc Nb Pb Ta Tc V

11 Supravodivost

12 Supravodivost - závislost magnetizace na vnějším poli Slitiny Pb-In při 4.2 K: A: Pb B: Pb+ In 2.08 % C: Pb+ In 8.23 % D: Pb+ In 20.4 % Kittel, Introduction to solid state physics, Wiley, 2005

13 Supravodivost - Kritické pole supravodičů typu I Kittel, Introduction to solid state physics, Wiley, 2005

14 Supravodivost - Kritické pole supravodičů typu II Kittel, Introduction to solid state physics, Wiley, 2005

15 Supravodivost - Kritické teplota supravodičů typu II Kittel, Introduction to solid state physics, Wiley, 2005

17 Supravodiče Hloubka vniku (nm) Al 16 Sn 34 Pb 37 Cd 110 Nb 39

18 Josephsonův přechod

19 Josephsonův jev DC Josephsonův jev V=0 AC Josephsonův jev Φ0 = 2πħħ/2e Φ0 = x Tm2

20 Φ0 = 2πħħ/2e Φ0 = x Tm2

21 Grafen

22 Grafen elektronová disperze

23 Grafen

24 Grafen

25 Grafen S. V. Morozov, K. S. Novoselov, M. I. Katsnelson, F. Schedin, D. C. Elias, J. A. Jaszczak, and A. K. Geim, PRL 100, (2008).

26 Grafen

27 Grafen Poločíselný a celočíselný kvantový Hallův jev v monovrstvě a dvojvrstvě grafenu

28 Grafen

29 Grafen Rahul Nair, Manchester

30 Grafen ZA, ZO vibrace mimo 2D rovinu. ZA kvadratická závislost v okolí bodu Gama. E. Wolf: Applications of graphene, Springer (2014).

31 Grafen E. Wolf: Applications of graphene, Springer (2014).

32 Grafen Aoki, Dresselhaus (eds.): Physics of graphene, Springer (2014).

33 Grafen Aoki, Dresselhaus (eds.): Physics of graphene, Springer (2014).

34 Grafen E. Wolf: Applications of graphene, Springer (2014). Aoki, Dresselhaus (eds.): Physics of graphene, Springer (2014).

35 Topologické izolátory První podobný stav: Kvantový Hallův jev

36 Topologické izolátory Pásová struktura topologického izolátoru Povrchové stavy polarizovaného spinu

37 Topologické izolátory Topologie Gaussův-Bonnetův teorém κ=(r1r2)-1 g=0 g je genus - počet děr g=1

38 Topologické izolátory V pásové struktuře Berryho křivost Důsledek: na rozhraní dvou oblastí s různým Chernovým číslem musí existovat povrchové stavy s jistými vlastnostmi Integrál přes obsazené stavy - Chernovo číslo n NC 2016: David J. Thouless, Duncan Haldane a Michael Kosterlitz za teoretické objevy topologických fází hmoty a topologických fázových přechodů

Topologické izolátory Vlastnosti topologických izolátorů: proud je úměrný magnetizaci Absence zpětného rozptylu elektronů nové aplikační

39 Topologické izolátory Vlastnosti topologických izolátorů: proud je úměrný magnetizaci Absence zpětného rozptylu elektronů nové aplikační možnosti vysoké pohyblivosti až 10000cm2/Vs, elektronika s malým příkonem Robustní vůči nemagnetickým nečistotám povrchové stavy jsou důsledkem symetrie

40 Topologické izolátory Kvantový anomální Hallův jev - feromagnetismus + topologický izolátor Experimental Observation of the Quantum Anomalous Hall Effect in a Magnetic Topological Insulator Cui-Zu Chang et al. Science 12 Apr 2013: Vol. 340, Issue 6129, pp DOI: /science Cr0.15(Bi0.1Sb0.9)1.85Te3

41 Topologické izolátory Další možné aplikace: kvantové počítače spintronické součástky...

42 Povrchové stavy v topologických izolátorech Diracův kužel povrchových stavů díky silným relativistickým vlivům v pásové struktuře spin-orbitální interakce Topologické izolátory materiály s velkým počtem elektronů Dosud známé BixSb1-x, Bi2Se3, Bi2Te3, Sb2Te3

vazba Y. Xia, D. Qian, D. Hsieh, L.Wray, A. Pal, H. Lin, A. Bansil, D.

43 Povrchové stavy v topologických izolátorech Bi2Se3, Brillouinova zóna, pásová struktura Velký vliv relativistických korekcí spin-orbitální vazba Y. Xia, D. Qian, D. Hsieh, L.Wray, A. Pal, H. Lin, A. Bansil, D. Grauer, Y. S. Hor, R. J. Cava and M. Z. Hasan, Nature Physics 5, 398 (2009).

44 Pásová struktura topologických izolátorů Bi2-xSbxTe3 Jinsong Zhang et al, Nature Communications 2, 574 (2011). X=0, 0.88, 0.25, 0.62, 0.75, 0.94,

45 Povrchové stavy v topologických izolátorech Shoucheng Zhang (Stanford University)

σ=(n+1/2)e2/h Anomální kvantový Hallův jev

46 Neobvyklé fyzikální vlastnosti topologických izolátorů Povrchový kvantový Hallův jev poločíselný σ=(n+1/2)e2/h Anomální kvantový Hallův jev Kvazičástice indukované magnetickým polem zlomková kvantová statistika

47 topologické krystalové izolátory

Podobné dokumenty

Struktura a vlastnosti kovů I.

Struktura a vlastnosti kovů I. Vlastnosti fyzikální (teplota tání, měrný objem, moduly pružnosti) Vlastnosti elektrické (vodivost,polovodivost, supravodivost) Vlastnosti magnetické (feromagnetika, antiferomagnetika)