Новые материалы и гетероструктуры пониженной размерности на основе топологически нетривиальных изоляторов и дираковских полуметаллов

Разработка и создание материалов и гетероструктур класса топологических изоляторов и Вейлевских полуметаллов, а также исследование и использование их свойств находятся на переднем фронте современной физики конденсированного состояния и наноматериалов. Актуальность данной проблемы определяется ожидаемым воздействием результатов ее решения на различные области науки техники, от быстродействующей электроники, квантовых вычислений, твердотельных устройств управления спином (спинтроники) и долинами (“вэллитроники”), до сверхпроводников на основе материалов с плоскими зонами. Базой будущих приборов спинтроники должны стать гетероструктуры, включающие несколько атомных слоѐв материала с топологически защищенными состояниями носителей. Поэтому основными объектами исследования в проекте являются гетероструктуры на основе трѐхмерных топологически нетривиальных материалов – эпитаксиальных слоев 3d- топологических изоляторов на основе Bi2(Se,Te)3, а также 3d- Вейлевских полуметаллов – материалов с нарушенной симметрией обращения времени и Дираковскими точками в спектре. Для исследования их физических свойств будут создаваться ван-дер Ваальсовы полевые гетероструктуры. В создаваемых структурах будет осуществлен поиск способов защиты от деградации, повышения подвижности поверхностных состояний и подавления вклада объѐмных состояний, а также осуществляться поиск и исследование путей управления спиновыми и долинными токами.