Efekt Nernsta i siła termoelektryczna w obecności krzywizny Berry'ego w topologicznych semimetalach Weyla

tel.: +48 71 395 4 265, e-mail:

Opis

Celem naukowym proponowanej rozprawy doktorskiej jest poszukiwanie eksperymentalnych dowodów na istnienie fermionów Weyla w układach trójwymiarowych, których chiralne własności są wynikiem sprzężenia ruchu orbitalnego elektronów z ich spinowym momentem magnetycznym. Badając wpływ silnych pól magnetycznych w zakresie ultra-niskich temperatur na własności termoelektryczne wybranych pniktydków metali przejściowych, planuje się, często po raz pierwszy w świecie, określenie wpływu nietrywialnej krzywizny Berry'ego na efekty Nernsta i Seebecka.

Oczekuje się, że wyjątkowa czułość efektu Nernsta na zmianę pola magnetycznego pozwoli nie tylko na dogłębne zrozumienie struktury pasmowej semimetali Weyla, ale również odsłoni jej nieznane dotąd aspekty. Przypuszcza się, że dla topologicznych semimetali o małej powierzchni Fermiego możliwe będzie osiągniecie limitu kwantowego. Określenie własności semimetalu Weyla, gdy wszystkie elektrony znajdują się na pierwszym poziomie Landaua, pozwoli wyjaśnić ważkie zagadnienie dotyczące stopnia degeneracji pasm o liniowej dyspersji. Innymi słowy przybliży nas do odpowiedzi na pytanie, czy do opisu niezwykle ruchliwych cząstek w istocie jest uprawnione stosowanie hamiltonianu Weyla. Istotnym aspektem związanym z analizą wpływu krzywizny Berry’ego na własności termoelektryczne trójwymiarowych układów o nietrywialnej topologii będą badania porównawcze semimetali Weyla i Diraca. Wyniki pomiarów współczynników Nernsta i Seebecka w zakresie słabych pól magnetycznych i w granicy T = 0 będą analizowane w oparciu o istniejące modele teoretyczne, zgodnie z którymi należy oczekiwać jakościowo różnego anomalnego efekt Nernsta w semimetalach Weyla i Diraca.