Международная группа локализации, взаимодействий и сверхпроводимости

Центральной темой исследований в физике твердого тела является описание и классификация различных фаз вещества. Наши исследования направлены на теоретическое изучение фазовых переходов между сверхпроводящим, металлическим и диэлектрическим состояниями в одно- и двухмерных неупорядоченных взаимодействующих системах. Фундаментальная теоретическая задача, на решение которой направлен наши усилия, состоит в изучении взаимного влияния сверхпроводимости, беспорядка и электронных корреляций. Наша долгосрочная задача - это построение детальной картины неупорядоченных коррелированных критических состояний, включая сильно неравновесные состояния. Основным ожидаемым результатом выполнения проекта будет фазовая диаграмма различных состояний сильно-коррелированных низкоразмерных систем.

Первое ключевое направление наших исследований связано с низкоразмерными неупорядоченными сверхпроводящими структурами. Особенное внимание будет уделено переходу сверхпроводник-изолятор в сверхпроводящих пленках, квантовых проволоках и массивах джозефсоновских контактов. Более того, мы планируем изучить майорановские возбуждения в топологических сверхпроводниках, а также эффекты шума и разрушения когерентности. Центральные вопросы в рамках данного направления - это природа перехода сверхпроводник-изолятор в низкоразмерных неупорядоченных системах, степень его универсальности и характер транспорта в его окрестности. Также в проекте планируется решить ряд задач, важных для понимания механизмов увеличения температуры сверхпроводящего перехода в новых материалах и наноструктурах. Будет построена детальная и связанная картина неупорядоченных сверхпроводников, включающая все основные эффекты: сверхпроводящие корреляции, электрон-электронное взаимодействие в разных каналах и индуцированную беспорядком мультифрактальность.

Второе, тесно связанное с первым, направление исследований - это изучение перехода металл-изолятор (MIT), а также взаимного влияния на него межэлектронного взаимодействия (включая обусловленные взаимодействием критические флуктуации) и индуцированных беспорядком локализации и мультифрактальности. Кроме этого, мы будем изучать возможность локализации в отсутствие статического беспорядка из-за высокотемпературных динамических флуктуаций. Конкретные системы, которые планируется изучить в этой связи, включают в себя неупорядоченные спиновые цепочки, квантовые проволоки, системы в режиме квантового эффекта Холла, полупроводниковые двумерные системы (в том числе с магнитными примесями), графен, поверхностные и краевые состояния топологических изоляторов.

Структурно направления наших исследований подразделяется на три взаимосвязанные темы:

1. Эффекты локализации и переход металл-изолятор.
2. Переход сверхпроводник-изолятор в неупорядоченных пленках и проволоках.
3. Сверхпроводимость, локализация и шум в искусственных наностуркутрах.