Ludvík Smrčka:

Dvojrozměrný plyn Diracových fermionů v grafenu


Elektronový plyn vázaný v dvojrozměrných polovodičových strukturách vykazuje řadu kvantových transportních vlastností z nichž nejznámější jsou kvantový Hallův jev a zlomkový kvantový Hallův jev. Grafen, jedna isolovaná atomová monovrstva uhlíku se subnanometrovou tloušťkou, by měla představovat ideální realizaci 2D plynu. Vzhledem k unikátní polokovové elektronové struktuře, kdy spektrum elektronů i děr tvoří kužele dotýkající se vrcholy v ďábelském neboli Diracově bodě, je v grafenu všechno jinak. Například kvantový Hallův jev je poločíselný a fermiony v Diracově bodě mají nulovou efektivní hmotu. Současnou vlnu zájmu vyvolalo především to, že grafen už není pouze teoretickou konstrukcí modelující vlastnosti "nanotubes" a "fullerenu", ale že se před čtyřmi lety (2004) podařilo nejen připravit vzorky grafenu, ale i studovat experimentálně vlastnosti tohoto pozoruhodného systému jak z hlediska budoucích aplikací v elektronice, tak z hlediska základního fyzikálního výzkumu.

Cílem přednášky je podat stručný přehled současného stavu oboru na elementární úrovni. Závěrem budou presentovány výsledky měření transportních vlastností grafitu v Grenoblu z dvacátého druhého týdne roku 2008.