Институт теоретической физики им. Л.Д. Ландау


Российской академии наук

Семинары

На регулярной основе семинары проводятся по четвергам в ИФП им. П.Л. Капицы в Москве и по пятницам на ученом совете ИТФ им. Л.Д. Ландау в Черноголовке.

Секторы института проводят свои собственные семинары, тематика которых определяются научной направленностью сектора.

Информация о семинарах рассылается также по электронной почте. Если вы ходите получать извещения о семинарах, подпишитесь.

Поверхностный импеданс на диффузной границе кирального p-волнового сверхпроводника

16 ноября, завтра в 11:30 на ученом совете

Я.В. Фоминов

Вычислена локальная комплексная проводимость и обусловленный ею поверхностный импеданс на диффузной границе кирального p-волнового сверхпроводника. Именно киральное p-волновое состояние считается наиболее вероятным в сверхпроводящем рутенате стронция Sr2RuO4. Оно анизотропное и при этом полностью щелевое (модуль параметра порядка фиксирован, а фаза зависит от направления). Мы рассматриваем отклик на внешнее электромагнитное поле как на подщелевых, так и на надщелевых частотах. Изучены аномальные особенности поверхностного импеданса, связанные с генерацией вблизи границы нечётных по частоте сверхпроводящих корреляций (состояние типа сверхпроводимости Березинского). Теоретические результаты сопоставлены с измерениями поверхностного импеданса Sr2RuO4, проведёнными в ИФТТ. Наблюдается качественное согласие теории и эксперимента.
Доклад основан на работе S. V. Bakurskiy, Ya. V. Fominov, A. F. Shevchun, Y. Asano, Y. Tanaka, M. Yu. Kupriyanov, A. A. Golubov, M. R. Trunin, H. Kashiwaya, S. Kashiwaya, and Y. Maeno, "Local impedance on a rough surface of a chiral p-wave superconductor", Phys. Rev. B 98, 134508 (2018); https://arxiv.org/pdf/1807.11735.pdf

Сверхпроводящий спиновый клапан в системах со сплавом Гейслера

16 ноября, завтра в 11:30 на ученом совете (короткий доклад)

Я.В. Фоминов

Проведено теоретическое сопровождение экспериментов по измерению эффекта сверхпроводящего спинового клапана в системе типа FFS (где F — ферромагнетик, S — сверхпроводник). Эффект состоит в том, что критическая температура Tc системы зависит от взаимной ориентации намагниченностей двух ферромагнетиков. В эксперименте в качестве среднего F слоя был взят сплав Гейслера Co2Cr1-xFexAl, и это позволило усилить эффект (разность Tc при параллельной и антипараллельной ориентации) по сравнению с ранее исследованными системами с железом. Знак эффекта зависит от толщины слоя. Теория объясняет полученные результаты. Усиление эффекта оказывается связано с уменьшенной величиной обменного поля в сплаве Гейслера.
Доклад основан на следующих работах:
[1] A. Kamashev, A. Validov, N. Garif’yanov, Ya. Fominov, P. Leksin, J. Schumann, J. Thomas, V. Kataev, B. Büchner, I. Garifullin, "Isolation of proximity-induced triplet pairing channel in a superconductor/ferromagnet spin valve", EPJ Web of Conferences 185, 08001 (2018).
[2] A.A. Kamashev, A.A. Validov, J. Schumann, V. Kataev, B. Büchner, Ya.V. Fominov, I.A. Garifullin, "Increasing the performance of a superconducting spin valve using a Heusler alloy", Beilstein J. Nanotechnol. 9, 1764 (2018).

Новые интегралы движения для волн на глубокой воде со свободной границей

16 ноября, завтра в 11:30 на ученом совете (короткий доклад)

А. И. Дьяченко

Хорошо известно, что в приближении слабой нелинейности для волн на воде (теория слабой турбулентности), когда учитываются только четырех-волновые взаимодействия, имеется интеграл движения - полное "число волн" (волновое действие). Волны на глубокой воде могут быть разделены на две группы, бегущие влево и бегущие вправо. Показано, что особые свойства коэффициента четырех-волнового взаимодействия приводят к сохранению не только полного "числа волн", но и двух новых интегралов движения: "число волн", бегущих влево, и "число волн", бегущих вправо.

Josephson and non-Josephson emission from Bi2Sr2CaCu2O8+δ mesa structures

22 ноября в 11:30 в ИФП

Владимир Краснов (Стокгольмский университет, Швеция)

Mesa structures made of Bi2Sr2CaCu2O8+δ high-temperature superconductor represent stacks of atomic scale intrinsic Josephson junctions. When voltage is applied to such mesas, they can generate various types of waves (photons, phonons, polaritons, magnons, plasmons) in a variety of different ways. In this talk I will overview both Josephson and non-Josephson mechanisms of emission, including the standard ac-Josephson effect for emission of electromagnetic waves [1], segnetoelectric effect for emission of phonons and polaritons [2] and non-equilibrium quasiparticle relaxation and recombination for emission of any type of bosons, having strong electron-boson interaction and participating in pairing [3]. Those effects are important both for applied research, e.g., creation of tunable, compact, continuous wave and monochromatic THz source with a frequency span in the whole THz gap region and beyond 0.1-15 THz [1,2], and for fundamental understanding of the mechanism of pairing in high-temperature superconductors [3].
References:
[1] E. A. Borodianskyi and V.M. Krasnov, Josephson emission with frequency span 1–11 THz from small Bi2Sr2CaCu2O8+δ mesa structures, Nature Commun. 8, 1742 (2017).
[2] S. O. Katterwe, H. Motzkau, A. Rydh, and V. M. Krasnov, Coherent generation of phonon-polaritons in Bi2Sr2CaCu2O8+x intrinsic Josephson junctions, Phys. Rev. B 83, 100510(R) (2011).
[3] V.M. Krasnov, S.O. Katterwe, & A. Rydh, Signatures of the electronic nature of pairing in high-Tc superconductors obtained by non-equilibrium boson spectroscopy, Nature Commun. 4, 2970 (2013).

Мезоскопические флуктуации сверхтока в диффузных магнитных контактах Джозефсона

23 ноября в 11:30 на ученом совете

П. А. Иоселевич, П. М. Островский, Я. В. Фоминов

Изучался сверхток в квази-одномерных джозефсоновских контактах, слабая связь в которых обладает магнитными свойствами за счет магнитных примесей или ферромагнетизма. Если длина слабой связи превышает магнитную длину распаривания, то стационарный эффект Джозефсона определяется мезоскопическими флуктуациями. Мы находим ток-фазовую характеристику таких контактов и ее статистические свойства (в смысле зависимости от случайной реализации примесного беспорядка). Рассматривался случай прозрачных границ, в котором важен обратный эффект близости, в то время как прямой эффект близости подавлен магнетизмом слабой связи. Найдено, что в ток-фазовой зависимости присутствуют все гармоники. При этом амплитуды и фазовые сдвиги разных гармоник не скоррелированы. В зависимости от типа магнитных свойств система может оказаться в режиме $\varphi_0$- или $\varphi$- контакта. Получена полная статистика сверхтока для произвольных соотношений между температурой, сверхпроводящей щелью и энергией Таулесса слабой связи.

Статистика собственных состояний вблизи локализационного перехода на случайных регулярных графах

23 ноября в 11:30 на ученом совете

К.С. Тихонов

Исследованы частотные и пространственные корреляции собственных функций и уровней энергии в модели Андерсона на случайных регулярных графах (RRG) в критической точке и в делокализованной фазе. В делокализованной фазе, наблюдаемые величины характеризуются широкой критической областью с кроссовером к эргодическому поведению в системах размера больше критической длины. Изучение корреляторов позволяет непосредственно пронаблюдать критическую длину. Кроссовер между критическим поведением и эргодическим режимом довольно необычен, так как критическое поведение характеризуется логарифмически медленной динамикой, а делокализованная фаза - экспоненциально быстрой (что видно, например, в зависимости вероятности возврата от времени). Исследована связь между результатами точной диагонализации, и результатам полу-аналитического подхода, основанного на анализе седлового решения суперсимметричного действия для RRG. Наконец, показано, как полученные результаты могут быть поняты в интерпретации регулярного графа как предела d-мерного гиперкубе в большой пространственной размерности.

Эксперименты с ферми- и бозе-газами

30 ноября в 11:30 на ученом совете

Андрей Турлапов, ИПФ РАН, г. Нижний Новгород

Способы достижения температур уровня нанокельвинов в атомных газах станут первой темой доклада. Далее будут приведены примеры интересных экспериментов с квантовыми газами. В то же время речь пойдёт о сложностях, которые встречаются в экспериментах и о возможных, ещё не реализованных, путях их преодоления. В заключении подробно будет обсуждаться неопубликованный эксперимент по интерференции цепочки бозе-конденсатов, в котором возникает пространственно периодическая интерференционная картина, несмотря на то, что относительные фазы конденсатов случайны.

Unconventional magnons and their impact on spin pumping transport

6 декабря в 11:30 в ИФП

Wolfgang Belzig (University of Konstanz, Germany), Akashdeep Kamra (NTNU Trondheim, Norway)

Exotic quasiparticles have been observed in complex spin systems exhibiting spin ice rules, skyrmions and so on. Here, we discuss the emergence of novel quasiparticles, mediated by magnetic dipolar interactions that have been hiding in simpler spin systems with uniformly ordered ground states. Amongst other properties, these quasiparticles exhibit a spin ranging from zero to above 1ℏ [1]. Of particular interest is our finding that the eigenmodes in an easy-axis antiferromagnet are spin-zero quasiparticles instead of the widely believed spin-1 magnons [2]. These unusual properties originate from a competition between quantum mechanical squeezing (increasing the spin) and hybridization (decreasing the spin).
We then present a theoretical study of spin transport across a ferrimagnet/non-magnetic conductor interface, when a magnetic eigenmode is driven into a coherent state. In the simple case of ferromagnets with non-integer “effective spin” above 1ℏ, we show that spin-current noise measurement can reveal this fundamental quantum phenomenon [1]. This is in full analogy to the effective charge known e.g. in the fractional quantum Hall regime, which has been experimentally determined via shot noise measurements.
Furthermore, we extend our model to continuously encompasses systems from ferromagnets to antiferromagnets [3] and include novel dissipation terms [4], thereby allowing analytical results for the full range of materials within a unified description. We also allow arbitrary interfaces (disordered and asymmetric). The obtained spin current expression includes intra- as well as cross-sublattice terms. We find that the cross-sublattice terms, disregarded in previous studies, play an important role and result in qualitative changes to our understanding of spin pumping in antiferromagnets. The dc current is found to be sensitive to the asymmetry in interfacial coupling between the two sublattice magnetizations and the mobile electrons, especially for antiferromagnets.
References:
[1] A. Kamra and W. Belzig, Super-Poissonian shot noise of squeezed-magnon mediated spin transport, Phys. Rev. Lett. 116, 146601 (2016).
[2] A. Kamra, U. Agrawal, and W. Belzig, Noninteger-spin magnonic excitations in untextured magnets, Phys. Rev. B 96, 020411(R) (2017).
[3] A. Kamra and W. Belzig, Spin pumping and shot noise in ferrimagnets: bridging ferro- and antiferromagnets, Phys. Rev. Lett. 119, 197201 (2017).
[4] A. Kamra, R. E. Troncoso, W. Belzig, and A. Brataas, Gilbert damping phenomenology for two-sublattice magnets, arXiv:1808.04385 (to appear in Phys. Rev. B).

Noisy quantum measurements: just a nuisance or fundamental physics?

7 декабря в 11:30 на ученом совете

Wolfgang Belzig

Weak, almost non-invasive quantum measurements differ from the standard text book example of strongly invasive, projective measurements, since they leave the measured system basically unchanged. This opens the path to measure e.g. non-commuting observables and at the same time poses several open questions: Which order of operators is measured? Can quantum tests like Bell or Leggett-Garg be reformulated? What time scales are involved in the measurement process? We will address some basic properties of weak measurements leading to surprises like apparent spontaneous time-reversal symmetry breaking or the possibility of engineered detectors to tailor the measured quantum correlations.

Статсуммы на двумерной сфере и Кёлерова метрика на пространствах модулей Калаби-Яу многообразий

14 декабря в 11:30 на ученом совете (короткий доклад)

А. Белавин, А. Алешкин, А. Литвинов

Изучается JKLMR гипотеза о связи между точными статистическими суммами калибровочных суперсимметричных сигма-моделей на 2-сферах и келеровыми потенциалами CY-многообразий. Мы предлагаем зеркальную версию этой гипотезы. Для класса многообразий, заданного гиперповерхностями Ферма во взвешенном проективном пространстве, мы проверяем JKLMR гипотезу путем явного вычисления.
Aleshkin K., Belavin A., Litvinov A., “Two-sphere partition functions and Kähler potentials on CY moduli spaces”, Письма в ЖЭТФ, 108(10), 725 (2018)

Изучение спиновой восприимчивости коррелированной двумерной электронной системы с помощью транспортных и магнитных измерений

14 декабря в 11:30 на ученом совете (короткий доклад)

И.С. Бурмистров

Проведено теоретическое сопровождение данных по измерению спиновой восприимчивости при разных температурах и электронных концентрациях двумерной электронной системы на основе кремниевого полевого транзистора в группе В.М. Пудалова (ФИАН).
Сообщение основано на работе V. M. Pudalov, A. Yu. Kuntsevich, M. E. Gershenson, I. S. Burmistrov, and M. Reznikov, Phys. Rev. B 98, 155109 (2018).

Термически активированный спиновый крутящий момент в неравновесных условиях

14 декабря в 11:30 на ученом совете

И.С. Бурмистров

Рассмотрен небольшой ферромагнетик во внешнем магнитном поле в присутствие индуцированного спинового тока. В работе выведны квазиклассические уравнения движения для намагниченности, причем эффекты динамической неравновесной функции распределения учтены самосогласованно. Выведено уравнение Ландау-Лифшица-Гильберта, дополненное членом Слончевского для спинового крутящего момента. Найдены устойчивые режимы стационарной прецессии намагниченности, в которых, как оказывается, происходит усиление термоэлектрического тока.
Доклад основан на работе T. Ludwig, I.S. Burmistrov, Y. Gefen, A. Shnirman, "A thermally driven spin-transfer-torque system far from equilibrium: enhancement of the thermoelectric current via pumping current", arxiv:1808.01192

TBA

21 декабря в 11:30 на ученом совете (короткий доклад)

Б.Г. Захаров

Квантовые поправки к проводимости неупорядоченных электронов, связанные с неупругим рассеянием на магнитных примесях

21 декабря в 11:30 на ученом совете

И.С. Бурмистров

Изучены квантовые поправки к проводимости двумерной неупорядоченной взаимодействующей электронной системы в диффузионном режиме из-за неупругого рассеяния на редких магнитных примесях. Рассмотрен случай очень разных по величине g-факторов для электронов и магнитных примесей. В рамках борновского приближения для неупругого рассеяния на магнитных примесях найдены дополнительные температурно-зависимые поправки к проводимости типа Альтшулера-Аронова.
Доклад основан на работе I. S. Burmistrov and E. V. Repin, Phys. Rev. B 98, 045414 (2018)

Магнетизм селенида висмута с плоскими включениями атомов европия

21 декабря в 11:30 на ученом совете (короткий доклад)

И.С. Бурмистров

Проведено теоретическое сопровождение экспериментальных данных по измерению магнитных свойств тонких пленок селенида висмута, допированного атомами европия, которые образовывают плоские включения. Теоретически оценены величины различных механизмов магнитного упорядочения. Полученные оценки находятся в удовлетворительном согласии с экспериментальными данными.
Сообщение по результатам работы L.N. Oveshnikov, Ya.I. Rodionov, K.I. Kugel, I.A. Karateev, A.L. Vasiliev, Yu.G. Selivanov, E.G. Chizhevskii, I.S. Burmistrov and B.A. Aronzon, "Magnetism of Bi2Se3 thin films with Eu-rich flat inclusions", J. Phys.: Condens. Matter 30, 445801 (2018)

Цепочка Вольтерра и числа Каталана

21 декабря в 11:30 на ученом совете (короткий доклад)

В.Э. Адлер, А.Б. Шабат

Модельная задача о распаде ступеньки для цепочки Вольтерра формулируется в виде задачи Коши с начальным условием, равным 0 в одном узле и 1 в остальных. Показано, что эта задача допускает точное решение в терминах функций Бесселя. Возникающие здесь ряды Тейлора связаны с экспоненциальной производящей функцией для чисел Каталана. Получены асимптотические формулы для решения.

Электронные свойства неупорядоченого графена

28 декабря в 11:30 на ученом совете

Павел Островский

Доклад по представляемой к защите докторской диссертации.

О сложных угловых диаграммах магнитопроводимости в сильных магнитных полях

11 января 2019 в 11:30 на ученом совете

А.Я. Мальцев

Мы рассматриваем угловые диаграммы проводимости для нормальных (монокристаллических) металлов со сложными поверхностями Ферми в присутствии сильных магнитных полей. Поведение проводимости в этом случае сильно зависит от направления магнитного поля и устойчивые нетривиальные режимы такого поведения соответствуют при этом специальным зонам устойчивости на угловой диаграмме, отвечающим определенным (топологическим) свойствам тензора проводимости. Как мы покажем, в общем случае можно разделить такие диаграммы на два общих типа, простые (тип A) и сложные (тип B). Нас будут интересовать при этом диаграммы второго типа, обладающие рядом специфических особенностей (бесконечное число зон устойчивости, наличие хаотических режимов и т.п.), которые мы рассмотрим более подробно.