Ułatwienia dostępu

Seminarium z Magnetyzmu i Nadprzewodnictwa

Seminarium z Magnetyzmu i Nadprzewodnictwa Online

Charge dopants control quantum spin Hall materials

17-05-2023 10:00 - 11:00
Miejsce
Zoom - Instytut Fizyki PAN
E-mail
Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
Speaker
prof. dr hab. Tomasz Dietl
Affiliation
International Research Centre MagTop, Institute of Physics, Polish Academy of Sciences, Warsaw

Aby zapoznać się z nagraniem referatu, należy skontaktować się z prof. Andrzejem Szewczykiem: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.

 

Unlike in the quantum Hall effect and quantum anomalous Hall effect, the quantization precision in the quantum spin Hall effect depends on unavoidable background impurities and defects. However, doping with magnetic ions restores the quantization accuracy.

Semiconductors’ sensitivity to electrostatic gating and doping accounts for their widespread use in information communication and new energy technologies. In the talk, I will present outcomes of two companion papers [1,2], inspired by experimental data accumulated in Wuerzburg and Warsaw for HgTe and (Hg,Mn)Te quantum wells and bulk crystals. Results of those papers demonstrate quantitatively and with no adjustable parameters that the presence of paramagnetic acceptor dopants elucidates a variety of hitherto puzzling properties of two-dimensional topological semiconductors at the topological phase transition and in the regime of the quantum spin Hall effect. The concepts of resonant states, charge correlation, Coulomb gap, exchange interaction between conducting electrons and holes localized on acceptors, strong coupling limit of the Kondo effect, the Luttinger correlations, and bound magnetic polaron explain a short topological protection length, high hole mobilities compared with electron mobilities, and different temperature dependence of the spin Hall resistance in HgTe and (Hg,Mn)Te quantum wells. A new concept of precessional dephasing of a carrier spin by a dense bath of localized spins is put forward. It is concluded that while electrostatic gating is widely used to reveal the unique properties of quantum materials, the obtained results demonstrate that charge dopants play an important and unanticipated role in the physics and applications of topological semiconductors.

[1] T. Dietl, "Effects of charge dopants in quantum spin Hall materials", Phys. Rev. Lett. 130, 086202 (2023).

[2] T. Dietl, “Quantitative theory of backscattering in topological HgTe and (Hg,Mn)Te quantum wells: Acceptor states, Kondo effect, precessional dephasing, and bound magnetic polaron", Phys. Rev. B 107, 085421 (2023) [Editors’ Suggestion].

Wykład będzie wygłoszony w języku angielskim.

 
 

Lista terminów (Strona szczegółów wydarzenia)

  • 17-05-2023 10:00 - 11:00
Zapamiętaj ustawienia
Ustawienia plików cookies
Do działania oraz analizy naszej strony używamy plików cookies i podobnych technologii. Pomagają nam także zrozumieć w jaki sposób korzystasz z treści i funkcji witryny. Dzięki temu możemy nadal ulepszać i personalizować korzystanie z naszego serwisu. Zapewniamy, że Twoje dane są u nas bezpieczne. Nie przekazujemy ich firmom trzecim. Potwierdzając tę wiadomość akceptujesz naszą Politykę plików cookies.
Zaznacz wszystkie zgody
Odrzuć wszystko
Przeczytaj więcej
Essential
Te pliki cookie są potrzebne do prawidłowego działania witryny. Nie możesz ich wyłączyć.
Niezbędne pliki cookies
Te pliki cookie są konieczne do prawidłowego działania serwisu dlatego też nie można ich wyłączyć z tego poziomu, korzystanie z tych plików nie wiąże się z przetwarzaniem danych osobowych. W ustawieniach przeglądarki możliwe jest ich wyłączenie co może jednak zakłócić prawidłowe działanie serwisu.
Akceptuję
Analityczne pliki cookies
Te pliki cookie mają na celu w szczególności uzyskanie przez administratora serwisu wiedzy na temat statystyk dotyczących ruchu na stronie i źródła odwiedzin. Zazwyczaj zbieranie tych danych odbywa się anonimowo.
Google Analytics
Akceptuję
Odrzucam