Институт теоретической физики им. Л.Д. Ландау


Российской академии наук

Семинары на ученом совете ИТФ им. Л.Д. Ландау

Семинары проходят по пятницам в конференц-зале Института теоретической физики им. Л.Д. Ландау, начало в 11:30. Адрес: Черноголовка, МО, просп. Академика Семенова, д. 1-A

Наши коллеги из других институтов могут подписаться на рассылку и получать объявления о семинарах ИТФ. По вопросам работы семинара обращайтесь к ученому секретарю Сергею Александровичу Крашакову.

Поверхностная плотность состояний в сверхпроводниках с неоднородной константой взаимодействия

31 января в 11:30

Я.В. Фоминов, А.А. Мазаник, М.В. Разумовский

Рассмотрена задача о сверхпроводнике с поверхностным подавлением константы взаимодействия БКШ $\lambda(x)$. Аналитически найдены щель в поверхностной плотности состояний, поведение плотности состояний $\nu(E)$ выше щели, ``вертикальная'' особенность плотности состояний на энергии, равной объемному параметру порядка $\Delta_0$, а также пертурбативная поправка к плотности состояний на более высоких энергиях. Щель в поверхностной плотности состояний параметрически отличается от поверхностного значения параметра порядка из-за различия пространственного масштаба $r_c$, на котором подавляется $\lambda(x)$, и длины когерентности. Вертикальная особенность означает точку перегиба с бесконечной производной на кривой $\nu(E)$ при $E=\Delta_0$ с зависимостью, определяемой квадратным корнем при отклонении $E$ от $\Delta_0$. Коэффициенты при этой зависимости различны при $E < \Delta_0$ и $E > \Delta_0$, поэтому особенность оказывается асимметричной. Доклад основан на работе [Ya.V. Fominov, A.A. Mazanik, M.V. Razumovskiy, Phys. Rev. B 100, 224513 (2019)].

Ferroelectric as topological material: Hopf fibrations, multilevel logic, negative capacitance and THz vibrations

31 января в 11:30

Игорь Лукьянчук

Formation of unusual textures of polarization is imminent for nano-scale ferroelectric samples, films, rods, and granules, where the depolarization surface effects play the crucial role. The topologically protected stability of such textures and security of information storage is coming from polarization vorticity, provided by condition of absence of the energetically-unfavorable depolarization charge. The endurance of ferroelectric formations with respect to high-energy irradiation makes them ideal for the aerospace industry, and the periodic domain walls structures can be used as a platform for terahertz radiation generators and detection devices. Polarization domains that alternate the surface charge distribution can be formed in ferroelectric thin films as an effective mechanism to confine the depolarization field to the near-surface layer and diminish the depolarization energy. However their existence have long been considered as barely possible until the direct theoretical predictions [1-3] and experimental evidences [4-6] in thin oxide-based superlattices. Very recently we have demonstrated that the effective capacitance of ferroelectric layers with domains is negative [7]. This effect is explained by the opposite orientation of the depolarizing field with respect to the field-induced averaged polarization. This phenomenon is currently considered as the platform for realization of the dissipation-free high performance nano-circuits [8]. Moreover, in sub-THz region the resonance plasmonic effect can be induced by oscillating domain walls [9] and can be suitable for design of the ultra-small low-energy THz chips. Multi-vortex [10] and skyrmion [11] states can be formed inside ferroelectric cylindrical nano-dots and nanorods to reduce the depolarization energy. We study the stability of such states and demonstrate that the topological class of the most stable topological excitations can be driven by the geometrical and electrical parameters of the system, external field and temperature. We target the multi-domain and topological excitations in FE nanodots as a platform for IT-secured multivalued logic units, breaking ground for neuromorphic computing [12,13].

[1] A. M. Bratkovsky and A. P. Levanyuk, Phys. Rev. Lett. 84, 3177 (2000).
[2] V. A. Stephanovich, I. A. Luk'yanchuk, and M. G. Karkut, Phys. Rev. Lett., 94, 047601 (2005)
[3] I. Luk'yanchuk, L. Lahoche, and A. Sene, Phys. Rev. Lett., 102, 147601 (2009)
[4] S. K. Streiffer, J. A. Eastman, D. D. Fong et al., Phys. Rev. Lett. 89, 067601 (2002);
[5] S. O. Hruszkewycz, M. J. Highland, et al., Phys. Rev. Lett.110, 177601 (2013).
[6] Yadav, A. K., Nelson,et al.. Nature, 530 (7589), 198. (2016)
[7] P. Zubko, M. Hadjimichael, S. Fernandez-Pena, A. Sené, I. Luk’yanchuk, J.-M. Triscone & J. Íñiguez, Nature, 534, 524 (2016)
[8] Khan, A. I., Chatterjee, K., Wang B. et al. Nature Materials 14, 182–186 (2015).
[9] I. Luk'yanchuk, A.Pakhomov, A.Sené, A. Sidorkin, V. Vinokur, arXiv:1410.3124
[10] G. Pascoli L. Lahoche, I. Luk'yanchuk, Integrated Ferroelectrics, 99, 60 (2008)
[11] L Baudry, A Sené, IA Luk'yanchuk, L Lahoche, and JF Scott, Phys. Rev. B 90, 024102 (2014)
[12] P.-W. Martelli, S. M. Mefire, I. Luk'yanchuk, Europhys. Lett. 111, 50001 (2015)
[13] Baudry, L., Lukyanchuk, I. & Vinokur, V. M. Sci. Rep. 7: 42196 (2017)

Решеточное уравнение, деформированная алгебра Вирасоро и решеточные модели

14 февраля в 11:30 (короткий доклад)

М.Ю. Лашкевич, Я.П. Пугай, Дж. Шираиши, Й. Цучия

Деформированная алгебра Вирасоро тесно связана с так называемыми RSOS-моделями, представляющими собой двумерные точно решаемые решеточные модели статистической механики. Важная роль в изучении этих моделей принадлежит формфакторам --- матричным элементам операторов в квантовом пространстве трансфер-матрицы по отношению к собственным векторам трансфер-матрицы. Эти формфакторы явно выражаются в виде следов от вершинных операторов по представлениям деформированной алгебры Вирасоро. Довольно давно было наблюдено, что некоторые возбуждения в квантовом пространстве RSOS-моделей совпадают, однако явные выражения для соответствующих матричных элементов отличаются, и только численно или разложениями по малым параметрам можно увидеть, что эти выражения соответствуют одной и той же функции. Мы нашли оператор гомотопии, который связывает представления для совпадающих возбуждений в терминах свободнополевого представления деформированной алгебры Вирасоро и, тем самым, показали, что соответствующие следы по представлениям деформированной алгебры Вирасоро совпадают, откуда следуют тождества для формфакторов.

Эффективная теория функций на римановых поверхностях и ее приложения

21 февраля в 11:30

Богатырев А.Б. (ИВМ РАН)

Многие модельные физические и инженерные задачи допускают точные решения в терминах теоретико-функциональных объектов на римановых поверхностях или пространствах их модулей. Будут рассмотрены вопросы эффективного и надежного вычисления таких объектов (абелевых интегралов, их периодов, линейных и квадратичных дифференциалов, мероморфных функций...) для поверхностей высокого (больше первого) рода. Будут приведены примеры решения нескольких задач.

Мезоскопические флуктуации кондактанса в сверхпроводящих топологических проволоках

21 февраля в 11:30

Д.С. Антоненко, П.М. Островский, М.А. Скворцов

В работе изучается квазичастичный транспорт в неупорядоченных топологических сверхпроводящих проволоках класса симметрии D, которые могут содержать пару краевых Майорановских состояний. Рассмотрен критический режим, реализующийся на границе между топологической и тривиальной фазами, при котором закрывается объемная щель, а пара Майорановских состояний исчезает. Ранее было показано, что в критическом режиме средний кондактанс на больших длинах L ведет себя как 1/\sqrt{L}. Мы вычисляем дисперсию кондактанса var g с помощью нелинейной суперсимметричной сигма-модели с двумя репликами, что сводится к фурье анализу на супермногообразии сигма-модели. С помощью параметризации Ивасавы построены собственные функции соответствующего оператора Лапласа-Бельтрами. Получена явная формула для var g при произвольных L, описывающая кроссовер от режима друдевской проводимости на малых длинах к режиму широкого распределения кондактанса при больших длинах. Также исследован случай дисбаланса левых/правых каналов в проволоке, описываемый сигма-моделью с топологическим членом Весса-Зумино-Виттена.