Фазовый переход под давлением в халькогенидах свинца вызывает одновременную отрицательную фотопроводимость и сверхпроводимость

Исследовательская группа под руководством профессора Ван Сяньлуна и доктора Ван Пэя из Хэфэйского института физических наук Китайской академии наук обнаружила одновременную отрицательную фотопроводимость (NPC) и сверхпроводимость посредством структурного перехода, вызванного давлением, в PbSe₀.₅Te₀.₅ (халькогенид свинца). Работа опубликована в журнале Advanced Materials. Было обнаружено, что переход PPC–NPC (от положительной к отрицательной фотопроводимости), вызванный давлением, возникает из-за сильного неравновесного распределения возбужденных носителей. Это происходит из-за усиленного электрон-фононного взаимодействия, возникающего в результате фототермического эффекта, который снижает концентрацию и подвижность носителей. Расчеты теории функционала плотности доказали, что резко улучшенные p–p и s–p гибридизации приводят к усилению электрон-фононного взаимодействия на уровне Ферми, облегчая переход полупроводника в сверхпроводник. Структурно-зависимая сверхпроводимость и NPC переключаются посредством электрон-фононного взаимодействия, опосредованного давлением, при освещении или охлаждении.

Изучение электронной структуры металлов кагомэ способствует пониманию коррелирующих явлений

Так называемые металлы кагомэ, названные в честь японского тканого бамбукового узора, напоминающего их структуру, представляют собой симметричные узоры из переплетенных треугольников с общими углами. Эта необычная геометрия решетки и присущие ей особенности приводят, в свою очередь, к любопытным квантовым явлениям, таким как нетрадиционная, или высокотемпературная, сверхпроводимость.

Сдвиг точки Дирака в замещенных топологических изоляторах или уровень Ферми в “песочных часах”

Топологические изоляторы – материалы, в которых поверхностные электронные состояния образуют конусы Дирака – линейные дисперсионные зависимости, внешне напоминающие песочные часы. Наиболее интересной ситуацией является состояние, при котором уровень Ферми проходит через “горловину” этих  “песочных часов” – точку Дирака. В этом случае кристалл нельзя отнести ни к изоляторам (поскольку нет запрещенной зоны), ни к металлам (поскольку в точке Дирака плотность состояний обращается в ноль). Если же такой материал проявляет еще и магнитные свойства, то возникает целый букет физических эффектов: квантовый аномальный эффект Холла, состояние аксионного изолятора, топологическое сверхпроводящее состояние и т.п.