Неоднородные магнитные и зарядовые состояния в системах с сильнокоррелированными электронами в графене

Проведено теоретическое исследование наномасштабных неоднородностей, спонтанно образующихся в материалах различной природы. Найден вид спин-орбитального сверхобмена для соединений переходных металлов с двух- и трехкратным орбитальным вырождением, когда соседние ионы окружены кислородными октаэдрами с общими гранями. Продемонстрировано наличие необычно высокой симметрии этого гамильтониана SU(4) при произвольной величине тригональных искажений металл-кислородных октаэдров. Предложен механизм, объясняющий возникновение локализованных магнитных моментов в системах с волной зарядовой плотности. Рассмотрение проведено на основе модельного гамильтониана, описывающего андерсоновскую примесь, помещенную в материал с волной зарядовой плотности. С использованием сферически-симметричного самосогласованного подхода проанализированы возможные типы элементарных возбуждений в симметричной спин-орбитальной модели на квадратной решетке с различными знаками обменных взаимодействий в обеих подсистемах. Рассчитаны спектры возбуждений. Продолжено исследование электронных характеристик двухслойного графена со слоями, повёрнутыми друг относительно друга на произвольный угол. Разработаны решеточная модель подвернутого графена, компьютерная программа для изучения свойств сформулированной модели. Исследовано влияние кулоновского взаимодействия дираковских фермионов на формирование сверхпроводящего состояния в рамках механизма Кона - Латтинжера в бислое легированного графена. В рамках строгого диаграммного подхода проанализированы особенности кинетических явлений в вейлевских полуметаллах с донорными и акцепторными примесями. Исследовано поведение графена или тонкого слоя вейлевского полуметалла под действием электромагнитной волны большой амплитуды. В рамках строгого диаграммного подхода рассчитан кондактанс полоски облучённого графена или вейлевского полуметалла в баллистическом режиме, показано, что для него характерны осцилляции в зависимости от амплитуды падающей волны. Для описания сверхпроводящих наноструктур был использован универсальный гамильтониан в куперовском канале, который характеризуется симметрией между парами электронов и парами дырок. Исследованы: последствия существования этой симметрии для точного решения задачи с помощью подхода Ричардсона; взаимодействие нанометрового сверхпроводника (сверхпроводящий кубит) с полем СВЧ-резонатора. Рассмотрена реализация динамического эффекта Лэмба в сверхпроводниковой искусственной квантовой системе, в которой в роли атома выступает кубит.