Аннотация

Двумерные (2D) материалы недавно стали уникальной платформой, обеспечивающей доступ к экзотическим квантовым явлениям и проложившей путь для новых квантовых устройств. В частности, гетероструктуры из различных 2D-материалов предлагают беспрецедентные возможности для создания искусственных кристаллов со свойствами, которые нельзя найти в природных твердых телах, и, таким образом, прокладывают путь для создания ранее недоступных технологий. Кроме того, наложение, скручивание и электростатический контроль 2Д гетероструктур позволяют менять и манипулировать их уникальными свойствами, призывая к их всестороннему изучению и использованию.

В первой части моего выступления я сделаю введение в новый мир двумерных квантовых материалов. Мы обсудим некоторые новые эффекты взаимодействия в квантовом двумерии. В частности, я покажу, что, в отличие от обычных проводников, электроны в некоторых 2D-системах, таких как графен, могут вести себя как высоковязкие заряженные жидкости, поведение которых определяется законами гидродинамики, а не кинетикой отдельных частиц [1-4]. Мы обсудим почему этот новый режим электронного транспорта необходимо учитывать при создании электронных устройств нового поколения. Затем мы перейдем к обсуждению новых явлений, обусловленных сильным взаимодействием света и вещества на наномасштабе. Я покажу, как поток движущихся дираковских электронов может изменять дисперсию света через плазмонный эффект Физо, тем самым позволяя управлять инфракрасными фотонными системами [5]. В финальной части моего выступления мы обсудим возможности развития квантовых технологий с использованием 2D-материалов и их гетероструктур.

[1] Negative Local Resistance Caused by Viscous Electron Backflow in Graphene, D. A. Bandurin, et al., Science 351, 1055 (2016).

[2] Fluidity Onset in Graphene, D. A. Bandurin, A. Shytov, et al., Nat. Comm. 9, 4533 (2018).

[3] Superballistic Flow of Viscous Electron Fluid through Graphene Constrictions, R. Krishna Kumar, D.A Bandurin, et al., Nat. Phys. 13, 1182 (2017).

[4] Measuring Hall viscosity of Graphene’s Electron Fluid, A.I. Berdyugin et al., Science 364, 6436, 162-165 (2019).

[5] Fizeau Drag in Graphene Plasmonics, Y. Dong, L. Xiong, I.Y. Phinney, Z. Sun, R. Jing, A.S. McLeod, S. Zhang, S. Liu, H. Gao, Z. Dong, R. Pan, J. H. Edgar, P. Jarillo-Herrero, L.S. Levitov, A.J. Millis, M. M. Fogler, D.A. Bandurin, D.N. Basov, to appear on arxiv soon (2020).

Биография

Денис Бандурин окончил Московский государственный университет в 2014 году. В 2013 году он был приглашенным исследователем в Вуппертальском университете, где изучал физику наноуглеродных материалов. В 2014 году он переехал в Великобританию, где получил степень Ph.D. по физике конденсированного состояния под руководством проф. А.К. Гейма и И.В. Григорьевой в качестве участника программы начальной подготовки Марии Кюри. После окончания учебы он продолжил свои исследования в Манчестере в качестве научного сотрудника по физике и вскоре после этого занял пост Leverhulme Early Career Fellow Манчестерского Университета. В 2018 году он получил стипендию Паппалардо по физике в Массачусетском технологическом институте, где в настоящее время проводит свои исследования в области физики двумерных материалов. Исследовательская деятельность Дениса Бандурина лежит на стыке квантового транспорта, взаимодействия света и вещества и исследований новых материалов.