Доцент Департамента прикладной математики Алексей Соколик объясняет, как устроены квантовые материалы, где они могут применяться и что особенного в графене.
Как электрон движется в кристалле
Когда нужно описать явления на уровне молекул, атомов, электронов и фотонов, классическая физика не справляется — это удается сделать с помощью квантовой механики. Она рассматривает кристалл как систему микрочастиц. В этой лекции описываем движение электрона в кристалле с точки зрения квантовой механики.
Графен и его производные
В 2010 г. за открытие новой (аллотропной) модификации углерода, а также исследование его свойств Андрей Гейм и Константин Новоселов получили Нобелевскую премию. Разбираем, что такое графен, зачем он нужен, и как от него произошли наноматериалы.
Топологические изоляторы
Топологические изоляторы — новый тип материала, который обнаружили в 2007 году. Гипотетически они могут использоваться в квантовых компьютерах.
Новый материал хорош тем, что он проводит электрический ток только по своей поверхности, а внутри изолирует его. Объясняем, что это дает, и как ведут себя электроны в таких условиях.
Сильно-коррелированные материалы
У сильно-коррелированных материалов большая сила кулоновского взаимодействия — это значит, что в определенный момент меняются электронные свойства вещества и металл превращается в изолятор. А еще сильно-коррелированные системы могут использоваться в разработке устройств наноэлектроники. Разбираем на примере оксида никеля, что происходит внутри такого материала.
Искусственные материалы
В квантовых материалах наблюдаются физические явления, которые не встречаются в обычных твердых телах. Объясняем, как возникают квантовые эффекты, что такое Бозе-эйнштейновская конденсация и зачем нужно лазерное охлаждение. А еще выясняем, как работает оптический пинцет, за изобретение которого в 2018 году Артур Ашкин получил Нобелевскую премию.
IQ