ПРИТЯЖЕНИЕ ШКОЛЫ

Российские центры физики полупроводников были представлены на школе Физико-техническим институтом им. А.Ф. Иоффе РАН (Санкт-Петербург), Институтом физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения РАН (Новосибирск), Институтом физики микроструктур РАН (Нижний Новгород), Институтом физики твердого тела им. Ю.А. Осипьяна РАН (Черноголовка). Смешанный формат позволил в удаленной форме принять участие в заседаниях нашим соотечественникам, постоянным слушателям школы, которые сейчас работают в научных центрах и университетах Европы и Азии — около 20 докладов были сделаны онлайн. В онлайн-формате выступил и член программного комитета школы, профессор Римского университета Серджио Капрара. Он представил феноменологическую модель, описывающую эффекты конкуренции между сверхпроводимостью и зарядовым порядком, а на заключительном слайде своей презентации поместил пушкинское стихотворение «Зимняя дорога». Хотел ли профессор Капрара, большой любитель А.С. Пушкина, сказать, что дорога в Россию трудна и ему не удалось в этом году преодолеть все ее повороты, или таким образом он выразил свою ностальгию по уральской глубинке, остается только предполагать.  

Существенная часть докладов была посвящена исследованию эффектов в системах с топологически нетривиальным электронным спектром (2D- и 3D-топологические изоляторы, полуметаллы Вейля, графен). Об уникальных в этом смысле системах, а именно, полуметаллах Вейля шла речь в докладе доктора физико-математических наук, профессора РАН Э.В. Девятова (ИФТТ РАН, Черноголовка, на фото). Подобно другим топологическим материалам, вейлевские полуметаллы характеризуются топологически защищенными поверхностными состояниями — Ферми-арками. Благодаря связи между импульсом и спином в Ферми-арке вейлевские полуметаллы представляют собой интересный объект для исследования спин-зависимых явлений.

Возможным новым кандидатом в полуметаллы Вейля являются кристаллы селенида ртути. Имеющиеся экспериментальные данные по селениду ртути довольно противоречивы и не отвечают на вопрос, является ли он тривиальным полупроводником, топологическим изолятором или вейлевским полуметаллом. Для поиска ответа на этот вопрос была экспериментально изучена методом ARPES электронная структура ультрачистых монокристаллов селенида ртути — этому был посвящен доклад доктора физико-математических наук О.Е. Терещенко (ИФП СО РАН, Новосибирск). С другой стороны, С.Б. Бобин и доктор физико-математических наук А.Т. Лончаков (ИФМ УрО РАН) сообщили о наблюдении в селениде ртути гигантского планарного эффекта Холла. Это открытие наряду с обнаруженным ими ранее в том же образце киральным магнитным эффектом служит весомым аргументом в пользу существования в этом изотропном и немагнитном материале электронной топологической фазы полуметалла Вейля.

Было уделено внимание и самому известному 2D-материалу с нетривиальной топологией электронного спектра — графену. Различные аспекты физических явлений в графене и графеноподобных материалах были представлены в приглашенных докладах доктора физико-математических наук, профессора РАН И.С. Бурмистрова (Институт теоретической физики им. Л.Д. Ландау РАН, Черноголовка) и кандидата физико-математических наук В.В. Еналдиева (Центр теоретической физики им. А.А. Абрикосова, Москва).

В последние десятилетия из-за возросшего интереса к квантовым вычислениям в фокусе исследования находятся интерферометры на основе систем с малым количеством квантовых каналов. Многообещающие перспективы связаны с открытием 2D-топологических изоляторов, которые не проводят в объеме, но содержат 1D-проводящие геликоидальные краевые состояния. Анализу эффектов квантовой интерферометрии на основе геликоидальных состояний был посвящен доклад доктора физико-математических наук В.Ю. Качоровского (ФТИ РАН, Санкт-Петербург).

В традиционном формате круглого стола в этом году обсуждалась проблема, формально озаглавленная «Гидродинамика электронов: откуда и куда мы плывем?», где рассматривались вопросы гидродинамического описания электронного транспорта в системах с сильным межэлектронным рассеянием. Выступили кандидат физико-математических наук В.С. Храпай (ИФТТ РАН, Черноголовка) и наш земляк, а ныне профессор Национального университета Сингапура А.И. Бердюгин, рассказавший о достижениях гидродинамической науки в изучении графена, в том числе об экспериментах по нелокальному транспорту и межчастичному рассеянию. Живую дискуссию вызвал вопрос о применимости гидродинамического описания к экспериментам по магнитосопротивлению в микромостиках в двумерном газе в арсениде галлия.

Особую атмосферу форума создает участие молодых ученых, доля которых в этот раз превысила 40 %, что дает надежду на продолжение традиций школы. Большинство тех, кто приехал сюда однажды, становятся ее постоянными участниками и друзьями. Всех притягивает высокий научный дух школы, дискуссионная активность, плодотворное общение ученых разных возрастных категорий и, конечно, неповторимая уральская природа. Представитель солнечного Дагестана кандидат физико-математических наук Адлер Гудретдинович Гамзатов испытал сорокаградусный перепад температуры, от +20 до –20 °C, чтобы, приехав на Урал, рассказать об особенностях магнитного охлаждения.

Оргкомитет ввел традицию дарить уральские каменные сувениры многолетним участникам школы, история которой насчитывает более полувека. Коллекционные раух-топаз и аметист получили талантливые технологи, кандидаты физико-математических наук Сергей Дворецкий и Николай Михайлов (Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН), соавторы более 50 докладов на последних десяти школах. Благодаря их успехам в выращивании двумерных структур на основе теллурида ртути эта тематика занимает выдающееся место в ряду научных результатов, представляемых на школе. За преданность Уральской зимней школе также были награждены два многолетних члена программного комитета: член-корреспондент РАН Квон Зе Дон, Дмитрий Харитонович, как называют его коллеги и ученики, руководитель известной научной школы по физике полупроводников (ИФП СО РАН), представители которой разъехались по всему миру, и профессор Никита Сергеевич Аверкиев, вдохновитель большого теоретического направления, ученики которого формируют основу программы уральского форума. Три лучших доклада молодых ученых были отмечены дипломами.

Уральская международная зимняя школа по физике полупроводников ждет в гости старых и новых друзей.