![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
flying_bearExcitonic Instability and Pseudogap Formation in Nodal Line Semimetal ZrSiS
A. N. Rudenko, E. A. Stepanov, A. I. Lichtenstein, and M. I. Katsnelson
Phys. Rev. Lett. 120, 216401 – Published 25 May 2018
UPDATE Хорошо, раз просят, попытаюсь рассказать
Значит, смотрите. Тут несколько сюжетов.
1) Недавно наши экспериментаторы попросили им помочь, объяснить странное поведение, которые они наблюдали: некоторая величина (циклотронная масса, но, ежели кто, к примеру, филолог, так это и неважно), которая, наивно, не должна ни от чего зависеть, сильно зависит от температуры и магнитного поля. Я воздел палец к небу и важно сказал: "многочастичные эффекты". Ну, и не просто абы какие, а чуть поконкретнее. Но не слишком. И вот, довольно быстро - удалось разобраться совсем конкретно. Такая прямая связь эксперимента и теории - штука хорошая и довольно редкая.
2) Что оказалось. Тут история давняя. В 1957 году Бардин, Купер и Шриффер построили теорию сверхпроводимости, основанную на представлении о куперовских парах. Два электрона образуют связанное состояние, которое может переносить заряд без всякого сопротивления, а в электронном спектре металла открывается энергетическая щель. В 1964 году Келдыш и Копаев заметили, что аналогичная (до некоторой степени) фигня может происходить между электронами и дырками. Там тоже образуется связанное состояние, но заряд не переносится (потому что это связанное состояние - его называют экситоном - электрически нейтрально, ну, и еще кое-какие тонкости, выяснившиеся лет через восемь, для нас в данном случае неважные). В результате "компенсированный полуметалл" (whatever it means) превращается в "экситонный изолятор".
3) Но есть нюанс. Куперовское спаривание происходит легко и свободно, если система "инвариантна относительно обращения времени", а это условие легко выполнимо: просто не суйте ее (систему) в магнит. Для "экситонного изолятора" аналогичную роль играет другое требование симметрии - электронно-дырочная симметрия - а она точно никогда не выполняется, да и неточно... Копаев с сотрудниками (а также другие физики в разных странах) много лет пытались применить модель экситонного изолятора чуть не ко всему на свете. Вотще (это я выпендриваюсь перед теми читателями, кто, к примеру, филологи). Не бывает электронно-дырочной симметрии, даже приблизительно, не выходит каменный цветок. Ну, то есть, на самом деле, в графене она почти бывает, но экситонным изолятором графен не становится, в силу довольно хитрых причин (во-первых, псевдощель... а во-вторых - долго рассказывать).
4) ZrSiS имеет очень хитрую электронную структуру; в народе его ласково называют nodal-line semimetal, и не без причины. И она таки характеризуется очень высокой степенью электронно-дырочной симметрии. Мы это заметили, тут же видоизменили надлежащим образом исходную теорию Келдыша и Копаева и объяснили, откуда берутся вот эти самые сильные "многочастичные эффекты".
5) Е.А.Туров (надо еще рассказывать, кто это такой... так я никогда не закончу) однажды на семинаре утешил не в меру растеоретизировавшегося докладчика: "Природа велика и обширна, наверно, и для вашей теории там где-то найдется место". Вот, через полвека с хвостиком, нашли мы место для теории экситонного изолятора. Да еще в очень интересном материале.
6) С Юрием Васильевичем Копаевым я познакомился в августе 1991 года, сразу после путча и практически в путчевом месте - в Кацевели (наискосок от Фороса). Там была школа, дешевая мадера, моченые яблоки на закуску и хороший пляж - что и располагало к рассказыванию (его) и слушанью (меня) разных историй. Юрия Васильевича только что выбрали членкором, к большой радости его жены. Дело в том, что жрать тогда было нечего даже в Москве (старожилы не дадут соврать), а членам академии и членам (в свою очередь) их семей можно было пользоватся продуктовым распределителем, где, предположительно, давали мясо. Однако тогдашний мэр-демократ Москвы, видный ученый-экономист, не выбранный в академию, в совершенно не бессильной злобе распорядился вместо мяса распределять исключительно кости, хрящи и жир.
7) Но поступь науки не остановить.
A. N. Rudenko, E. A. Stepanov, A. I. Lichtenstein, and M. I. Katsnelson
Phys. Rev. Lett. 120, 216401 – Published 25 May 2018
UPDATE Хорошо, раз просят, попытаюсь рассказать
Значит, смотрите. Тут несколько сюжетов.
1) Недавно наши экспериментаторы попросили им помочь, объяснить странное поведение, которые они наблюдали: некоторая величина (циклотронная масса, но, ежели кто, к примеру, филолог, так это и неважно), которая, наивно, не должна ни от чего зависеть, сильно зависит от температуры и магнитного поля. Я воздел палец к небу и важно сказал: "многочастичные эффекты". Ну, и не просто абы какие, а чуть поконкретнее. Но не слишком. И вот, довольно быстро - удалось разобраться совсем конкретно. Такая прямая связь эксперимента и теории - штука хорошая и довольно редкая.
2) Что оказалось. Тут история давняя. В 1957 году Бардин, Купер и Шриффер построили теорию сверхпроводимости, основанную на представлении о куперовских парах. Два электрона образуют связанное состояние, которое может переносить заряд без всякого сопротивления, а в электронном спектре металла открывается энергетическая щель. В 1964 году Келдыш и Копаев заметили, что аналогичная (до некоторой степени) фигня может происходить между электронами и дырками. Там тоже образуется связанное состояние, но заряд не переносится (потому что это связанное состояние - его называют экситоном - электрически нейтрально, ну, и еще кое-какие тонкости, выяснившиеся лет через восемь, для нас в данном случае неважные). В результате "компенсированный полуметалл" (whatever it means) превращается в "экситонный изолятор".
3) Но есть нюанс. Куперовское спаривание происходит легко и свободно, если система "инвариантна относительно обращения времени", а это условие легко выполнимо: просто не суйте ее (систему) в магнит. Для "экситонного изолятора" аналогичную роль играет другое требование симметрии - электронно-дырочная симметрия - а она точно никогда не выполняется, да и неточно... Копаев с сотрудниками (а также другие физики в разных странах) много лет пытались применить модель экситонного изолятора чуть не ко всему на свете. Вотще (это я выпендриваюсь перед теми читателями, кто, к примеру, филологи). Не бывает электронно-дырочной симметрии, даже приблизительно, не выходит каменный цветок. Ну, то есть, на самом деле, в графене она почти бывает, но экситонным изолятором графен не становится, в силу довольно хитрых причин (во-первых, псевдощель... а во-вторых - долго рассказывать).
4) ZrSiS имеет очень хитрую электронную структуру; в народе его ласково называют nodal-line semimetal, и не без причины. И она таки характеризуется очень высокой степенью электронно-дырочной симметрии. Мы это заметили, тут же видоизменили надлежащим образом исходную теорию Келдыша и Копаева и объяснили, откуда берутся вот эти самые сильные "многочастичные эффекты".
5) Е.А.Туров (надо еще рассказывать, кто это такой... так я никогда не закончу) однажды на семинаре утешил не в меру растеоретизировавшегося докладчика: "Природа велика и обширна, наверно, и для вашей теории там где-то найдется место". Вот, через полвека с хвостиком, нашли мы место для теории экситонного изолятора. Да еще в очень интересном материале.
6) С Юрием Васильевичем Копаевым я познакомился в августе 1991 года, сразу после путча и практически в путчевом месте - в Кацевели (наискосок от Фороса). Там была школа, дешевая мадера, моченые яблоки на закуску и хороший пляж - что и располагало к рассказыванию (его) и слушанью (меня) разных историй. Юрия Васильевича только что выбрали членкором, к большой радости его жены. Дело в том, что жрать тогда было нечего даже в Москве (старожилы не дадут соврать), а членам академии и членам (в свою очередь) их семей можно было пользоватся продуктовым распределителем, где, предположительно, давали мясо. Однако тогдашний мэр-демократ Москвы, видный ученый-экономист, не выбранный в академию, в совершенно не бессильной злобе распорядился вместо мяса распределять исключительно кости, хрящи и жир.
7) Но поступь науки не остановить.
