Офіційний веб сайт

Цикл наукових праць “Особливості електронних властивостей низьковимірних провідних систем у зовнішніх полях”

м11

Автори: Власій Н.Д., к.ф.-м.н., Гамаюн О.В., к.ф.-м.н., Кухтарук С.М., к.ф.-м.н., Слободенюк А.О., к.ф.-м.н.

Представлений Інститутом теоретичної фізики ім. М.М. Боголюбова НАН України.

Цикл наукових праць складається з 17 наукових статей.

 Авторами побудувано теорію індукування заряду, струму та конденсату низьковимірних систем діраківських ферміонів у зовнішньому полі топологічних дефектів. Отримано точні аналітичні вирази для електронної густини станів графену з різними дисклинаціями.

Знайдено критичне значення константи електрон-електронної взаємодії, при якому в системі відбувається екситонна конденсація, що приводить до генерації щілини в спектрі квазічастинок. При врахуванні додаткової чотириферміонної взаємодії знайдено фазову діаграму та розраховано критичні індекси екситонного фазового переходу. Показано, що за наявності магнітного поля значення критичної константи зменшується до нуля.

Визначено основні характеристики самоузгоджених коливань нерівноважного двовимірного електронного газу в полі диполя віддаленої наночастинки. Знайдено локальну густину електронних станів двовимірних ферміонних систем (з різними законами дисперсії) в присутності вихора Ааронова-Бома та однорідного магнітного поля.

Отримані результати є принципово важливими як для розуміння природи нової фізики низьковимірних систем в цілому так і для практичного їх використання в подальших експериментальних дослідженнях

Кількість публікацій:  17 статей, в т.ч. 16 у міжнародних виданнях. Загальна кількість цитувань публікацій, що входять до циклу робіт складає 145 (згідно бази даних SCOPUS).

Надіслати коментар

Коментарі

В.Т.Маслюк, д.ф.-м.н., професор

Відомим є інтерес до фізики низько розмірних електронних систем та технологічних аспектів їх отримання. Практична реалізація таких систем на базі напівпровідникових надграток дозволила реалізувати якісно новий клас електронних приладів з унікальними робочими параметрами. Проте також цікавою є задача дослідження характеристик низьковимірних провідних систем для топологічно різних середовищ, наприклад, для «модних» натепер структур як германен, графен, сіліцен. А також вивчити їх поведінку для неідеалізованих випадків як наявність магнітних полів, дефектів.
Авторами представленого циклу робіт отримано цілий ряд цікавих результатів для квазічастинокових збуджень в таких структурах в рамках одно електронного наближення та з врахуванням колективної взаємодії. Зокрема, ними отримано аналітичні вирази для локальної та повної густин станів для різних видів законів дисперсії (релятивістський, квадратичний) та різних характеристик зовнішнього магнітного поля. Цікавими є дані про критичні індекси екситонного фазового переходу для графену. Наукові роботи, що містять вказані результати дослідження авторів надруковані у світових наукових виданнях із високими імпакт-факторами, мають гарні індекси цитування.
Тому вважаю, що автори циклу наукових праць “Особливості електронних властивостей низьковимірних провідних систем у зовнішніх полях” Власій Н.Д., Гамаюн О.В., Кухтарук С.М. та Слободенюк А.О. заслуговують присудження Премії Президента України для молодих вчених за 2014 р.

В.Т.Маслюк,
доктор фіз.-мат. наук, професор,
завідувач відділу Інституту електронної фізики НАН України

А.Маршаков, доктор физ.-мат.наук

В цикле научных работ молодых киевских ученых Н.Д.Власия, А.В.Гамаюна, С.Н.Кухтарука и А.А.Слободенюка исследованы электронные свойства низкоразмерных материалов (типа графена и т.п.) в различных внешних полях - в частности в магнитном поле, топологических дефектах и магнитных вихрях. Важной особенностью этих материалов является релятивистский спектр низкоэнергетических электронных возбуждений, а поэтому динамика таких квазичастиц хорошо описывается эффективной теорией поля релятивистских безмассовых фермионов во внешнем калибровочном поле, которое может быть либо реальным электромагнитным полем в случае электрически заряженных квазичастиц, либо эффективным полем - возникшем за счет сильных флуктуаций. Используя эти свойства, авторы успешно применили для исследования весьма сложной динамики квазичастиц в таких материалах мощные методы релятивистской квантовой теории поля (уравнения Швингера-Дайсона, Бете-Солпитера и т.п.). В частности, таким способом была исследована фазовая структура состояний и проводимости в однослойном и двухслойном графене. Интересные результаты, полученные в этом цикле работ, являются актуальными как для развития теоретических методов, так и для конкретных приложений - что подтверждается высокий уровень цитирования этих работ. В данном цикле работ авторы безусловно продемонстрировали свою высокую квалификацию, применив методы двумерной конформной теории поля и 2+1 мерной калибровочной теории к практическим физическим задачам (один из них – А.Гамаюн – уже давно хорошо известен специалистам благодаря своим работам по конформной теории поля, в том числе с Н.Иорговым и О.Лисовым).

Считаю, что авторы этого цикла Н.Власий, А.Гамаюн, С.Кухтарук и А.Слободенюк безусловно заслуживают присуждения премии Президента Украины для молодых ученых.

А.В.Маршаков
Доктор физ.-мат. наук, ведущий научный сотрудник Физического института им. П.Н.Лебедева РАН и Института теоретической и экспериментальной физики, профессор факультета Математики НИУ ВШЭ.

Макарець М.В., д.ф.-м.н., проф.

Теоретичне дослідження особливостей електронних властивостей різноманітних низьковимірних провідних систем у зовнішніх полях набуває надзвичайної актуальності у зв'язку з відкриттям та експериментальним дослідженням унікальних квантових низьковимірних матеріалів, що мають перспективи застосування у розробці новітніх мікро- і нанотехнологій. В представленому циклі робіт досягнуто значних успіхів у таких актуальних теоретичних дослідженнях. Зокрема, передбачення електронних властивостей графену з топологічними дефектами можуть бути використані для дослідження різного роду форм та конфігурацій вуглецевих наноматеріалів, структура яких базується на двовимірному графітовому листі; передбачення для екситонного фазового переходу в графені важливі для дослідження впливу домішок і створюють можливості зовнішнього контролю щілини у спектрі електронних збуджень в графітових наноструктурах; результати щодо просторової залежності локальної густини електронних станів в графені в полі магнітного вихору мають застосування в діагностиці наноматеріалів за даними скануючої тунельної мікроскопії і можуть бути використані в майбутніх електронних пристроях.
Роботи циклу добре відомі і визнані світовою науковою спільнотою, про що свідчить високий показник їх цитувань. На мою думку, автори циклу наукових праць “Особливості електронних властивостей низьковимірних провідних систем у зовнішніх полях” Власій Н.Д., Гамаюн О.В., Кухтарук С.М., Слободенюк А.О. заслуговують присудження Премії Президента України для молодих вчених.

М.В.Макарець, доктор фіз.-мат. наук, професор,
завідувач кафедри теоретичної фізики,
декан фізичного факультету Київського
національного університету імені Тараса Шевченка

R. Jackiw

I am happy to add my voice to the nomination
of the group of young scientists N.D.Vlasii, O.V.Gamayun,
S.M.Kukhtaruk, A.O.Slobodenyuk. Their body of work, which stretches
over several years, concerns electronic properties of low
dimensional conductive systems. It is indeed very good, and has
enjoyed international recognition.
One can anticipate that they have a promising future in science, and
they should be supported and recognized at the present time.
Therefore I recommend wholeheartedly and without reservation that the
Young Scientists Prize of the President of Ukraine be awarded to them.

Roman Jackiw, Jerrold Zacharias Professor, Department of Physics,
Massachusets Institute of Technology, Foreign Member of the NAS of Ukraine

В, М. Ткачук

Низькорозмірні системи такі як графен, сіліцен, германен володіють рядом унікальних властивостей, що дає можливість розглядати їх як перспективні матеріали принципово нової електроніки. В ідеальному випадку вони описуються безмасовим рівнянням Дірака. Реальні матеріали далекі від цієї ідеалізації. Тому актуальним є врахування впливу різних чинників на властивості таких матеріалів. У циклі робіт авторів досліджено вплив зовнішніх полів на електронні властивості низькорозмірних провідних систем. Роботи авторів надруковано у провідних наукових виданнях та добре цитуються. Вважаю, що цикл наукових праць «Особливості електронних властивостей низьковимірних провідних систем у зовнішніх полях» авторів Власій Н.Д., Гамаюн О.В., Кухтарук С.М., Слободенюк А.О. заслуговує відзначення премією Президента України для молодих вчених.

В. М. Ткачук, доктор фіз.-мат. наук,
професор кафедри теоретичної фізики
Львівського національного університету імені Івана Франка

Стасюк І.В., д.ф.-м.н., проф., член-кор. НАНУ

Роботи, виконані у рамках циклу, присвячені актуальній проблемі сучасної фізики - дослідженню фізичних явищ, пов'язаних з особливостями електронного спектру та багаточастинкових взаємодій у новітніх низьковимірних системах, таких як графен чи подібні структури. Предметом вивчення є вплив полів та дефектів різної природи на їх електронні властивості. Це важливо з точки зору теоретичного опису та експериментального дослідження реальних наноматеріалів, які є перспективними у зв'язку з унікальністю та практичною значимістю фізичних явищ, що можуть у них відбуватись.
Авторами успішно розв'язано широкий перелік задач, присвячених вивченню електронних станів та розподілу зарядів у графені з різного типу топологічними дефектами, аналізу спектру квазічастинкових збуджень у графені у кулонівському полі точкової домішки та динаміки нерівноважних електронів у плоских наноструктурах у полі дипольної наночастки, розрахункам плазмонного спектру у двошаровому графені та густин електронних станів 2d-систем за наявності потенціалу Ааронова-Бома. Перелічені проблеми є актуальними і належать до кола задач, які ставляться і розв'язуються у даний час у науці про низьковимірні та нанорозмірні системи.
Роботи виконано на високому науковому рівні з використанням сучасних математичних моделей і підходів. Важливо підкреслити, що більшість результатів, отриманих авторами, опубліковано у визнаних міжнародних журналах з високим імпакт-фактором; високим є і загальний індекс цитування публікацій за темою робіт. Це свідчить про їх належну апробацію і визнання.
Вважаю, що поданий цикл робіт заслуговує відзначення премією Президента України для молодих вчених.

І.В.Стасюк,
доктор фіз.-мат. наук, професор, член-кор. НАН України,
завідувач відділу квантової статистики Інституту фізики конденсованих систем НАН України

А.М. Швайка, д.ф.-м.н.

Останнє десятиліття у фізиці твердого тіла проходило під знаком “графена” — низьковимірного матеріалу з надзвичайно унікальними властивостями, які дозволяють розглядати його як основу для створення принципово нової електроніки. Але унікальність властивостей графену утруднює розуміння його особливостей і, як наслідок, сповільнює практичне застосування. Тому висунутий на здобуття премії Президента України для молодих вчених цикл наукових праць “Особливості електронних властивостей низьковимірних провідних систем у зовнішніх полях”, які присвячені теоретичному дослідженню впливу різного роду дефектів і зовнішніх полів на електронні властивості графену, є дуже своєчасним оскільки пропонує цілий ряд передбачень, зокрема можливість зовнішнього контролю енергетичної щілини та локальної густини станів, які можна перевірити на експерименті і, при їх підтвердженні, покласти в основу подальших досліджень і практичних застосувань. Наукові праці циклу опубліковані у провідних фахових виданнях і вже отримали своє визнання. Вважаю, що цикл робіт “Особливості електронних властивостей низьковимірних провідних систем у зовнішніх полях” Н.Д. Власій, О.В. Гамаюна, С.М. Кухтарука і А.О. Слободенюка заслуговує на відзнаку премією Президента України для молодих вчених.
А.М. Швайка, д.ф.-м.н., пров.н.с. Інституту фізики конденсованих систем НАН України

Кочелап В. О., д.ф.-м.н., проф., член.-кор. НАНУ

Цикл наукових праць під назвою «ОСОБЛИВОСТІ ЕЛЕКТРОННИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ НИЗЬКОВИМІРНИХ ПРОВІДНИХ СИСТЕМ У ЗОВНІШНІХ ПОЛЯХ», що поданий на здобуття премії Президента України для молодих вчених, презентує здобутки творчого колективу двох інститутів Національної Академії Наук. Результати авторів відносяться до найважливіших наукових галузей - нанофізики та нанотехнологій. Представлені праці є теоретичними, вони вирішують принципові проблеми нових матеріалів – двовимірних систем, що проводять електричний струм, зокрема їх поведінку в зовнішніх полях різноманітної природи.
Підкреслюючи високий науковий рівень результатів, що засвідчений публікаціями в найбільш рейтингових наукових журналах, вважаю за необхідне відзначити перспективи практичного застосуванні розвинутих ідей. Так теоретичні передбачення щодо електронних властивостей графену з дефектами різноманітних типів можуть бути використані для розробки технології та дослідження вуглецевих наноматеріалів, різного роду форм та конфігурацій. Отримані особливості екситонного фазового переходу передбачають нові оптичні властивості графену та споріднених матеріалів. Практично важливим є дослідження «комбінованих» систем, що складаються з двовимірного матеріалу та сторонньої молекули чи наночастинки (наприклад квантової точки). Такі системи демонструють принципово нові якості, що дозволяють, наприклад, реалізувати нанорозмірні детектори та випромінювачі надвисокочастотного діапазонів, що досі є неосвоєним.
В цілому, вважаю, що обговорюваний цикл робіт заслуговує на присудження премії, а автори – молоді та активні дослідники – на усіляку підтримку.
Кочелап В. О., доктор фіз.-мат. наук, професор,
член.-кор. НАН України,
лауреат Державної премії України в галузі науки і техніки.

В.В. Дацюк

Цикл наукових праць „Особливості електронних властивостей низьковимірних провідних систем у зовнішніх полях” Надії Власій, Олександра Гамаюна, Сергія Кухтарука та Артура Слободенюка об'єднує дослідження, спрямовані на розв'язання найбільш актуальних задач сучасної фізики низькорозмірних систем. До найбільш цікавих результатів, отриманих авторами, на мою думку, можна віднести а) дослідження електронних властивостей графену з топологічними дефектами різного типу, б) теорію електронних явищ у графітовому наноконусі, в) опис переходу полуметал--ізолятор в графені за допомогою врахування динамічної поляризації та чотирьохферміонної взаємодії, г) обчислення локальної та повної густин станів двовимірних ферміонних систем з релятивістським та квадратичним законами дисперсії в зовнішніх сингулярних магнітних потенціалах. Важливо, що автори пропонують нові технологічні застосування нанофізики. Зокрема, вивчено можливість генерації, підсилення та детектування терагерцового випромінювання завдяки взаємодії електронів, що дрейфують у квантовій ямі, з віддаленою наночастинкою.
Роботи циклу виконано на високому науковому рівні, про що свідчить їх публікація в провідних фахових журналах і високі наукометричні показники.
Вважаю, що цикл робіт „Особливості електронних властивостей низьковимірних провідних систем у зовнішніх полях” Н.Д. Власій, О.В. Гамаюна, С.М. Кухтарука і А.О. Слободенюка заслуговує на відзнаку премією Президента України для молодих вчених.

В.В. Дацюк, доктор фіз.-мат. наук,
професор кафедри теоретичної фізики
Київського національного університету імені Тараса Шевченка

Левківський І.П., к.ф.-м.н., ETH Fellow

Даний цикл робіт дуже цікавий і безумовно важливий. По-перше, варто зауважити, що графен це новітній матеріал з великим потенціалом прикладних застосувань. Він надзвичайно міцний і водночас гнучкий; має високу, легко контрольовану електропровідність і в той же час є прозорим; недавні дослідження також вказують на те, що це матеріал з найвищою температурою плавлення серед усіх відомих речовин. По-друге, графен також важливий матеріал з точки зору фундаментальних досліджень: електрони в графені мають спектр станів ідентичний до ультра-релятивістських частинок в двовимірному просторі. Досліджуючи поведінку цього матеріалу у зовнішніх полях різних конфігурацій, автори отримали серію цікавих результатів, що вказують на значні відмінності від раніше відомих матеріалів. Незвична поведінка графену пов'язана в тому числі і з релятивістським спектром електронних збуджень. Наприклад, у звичайних матеріалах магнітне поле завжди локально зменшує густину електронів, в той же час авторами продемонстровано, що у випадку релятивістських електронів ефект є прямо протилежним. Описаний приклад лише один з багатьох неочікуваних та дуже важливих результатів отриманих в роботах цього циклу. Ця моя висока оцінка підкріплюється високою цитованістю робіт, які, доречі, опубліковані у відомих міжнародних журналах.

Вважаю, що автори цього циклу робіт безумовно заслуговують на присудження премії Президента України для молодих вчених.

М. В. Стріха, д.ф.-м.н.

Технічний прогрес, який неможливий без прогресу у фундаментальній та прикладній фізиці, розставляє пріоритети та зумовлює розвиток самої фізики. Ця самоузгоджена система ефективно працює протягом останніх десятиліть. Сьогодні особлива увага приділяється дослідженню таких низьковимірних напівпровідникових систем, як квантові гетероструктури та графен, дослідженню яких якраз і присвячений цикл робіт “Особливості електронних властивостей низьковимірних провідних систем у зовнішніх полях”. З отриманих результатів хотілося б відзначити наступні:
-знайдено і проаналізовано розв'язки рівняння на щілину в графені з урахуванням динамічної поляризації та чотириферміонної взаємодії;
-знайдено аналітичний вираз для однопетльової поляризаційної функції у двошаровому графені при довільній частоті, імпульсі та хімічному потенціалі;
-визначено основні характеристики самоузгоджених коливань нерівноважного двовимірного електронного газу в полі диполя віддаленої наночастинки та показано, що електричне поле плазмонів квантової ями обертається по замкнутих траєкторіях – фігурах Ліссажу.

Про високий рівень отриманих результатів свідчить також те, що вони опубліковані в провідних міжнародних журналах і лежать в річищі сучасних досягнень графенної плазмоніки – динамічного напрямку нової фізики графену. Тому вважаю, що поданий цикл робіт гідний відзначення премією Президента України для молодих вчених.

М. В. Стріха, доктор фізико-математичних наук,
головний науковий співробітик
Інституту фізики напівровідників імені В.Лашкарьова НАНУ,
президент Українського фізичного товариства

О.Й. Носич, д.ф.-м.н., проф., IEEE Fellow

Цикл наукових публікацій “Особливості електронних властивостей низьковимірних провідних систе у зовнішних полях” присвячений вельми актуальним проблемам сучасної фізики та радіофізики. В ньому вивчаються такі низьковимірні системи як графен, біграфен та квантові гетероструктури у зовнішних полях різної природи. Авторами отриман ряд теоретичних результатів, які допомагають інтерпретувати експериментальні дані.
Наприклад, було вивчено електронні властивості графена, що має топологічні дефекти, умови виникнення екситонного фазового перехода в графені, умови воиникнення генерації та посилення хвиль терагерцевого діапазона в системі електронів у квантовій ямі, що знаходяться в полі віддаленого диполя та ін.
Треба також відмітити, що зарядові хвилі, що вивчалися у даному циклі наукових робіт, експериментально спостерігалися у системі, що состоїть з графена на підложці та металевого нанозонда.
Роботи надруковані в міжнародних журналах с високими імпакт-факторами, а це значить, що вони пройшли ретельне рецензування. Підсумовуючи, вважаю, що автори даного цикла наукових робіт заслуговують присудження їм премії Президента України для молодих вчених.

О.Й. Носич, д.ф.-м.н., проф., гол.н.с. Інститута радіофізики та електроніки ім. О.Я. Усікова НАН України, IEEE Fellow, DHC d’Universite de Rennes, France

Н.Ф.Шульга, академик НАН Украины, д.ф.-м.н., профессор

Цикл работ молодых ученых посвящен актуальной теме -- теоретическому исследованию мезоскопических и нанофизических эффектов, возникающих в низкоразмерных материалах (графен, силицен, германен и др.), перспективных для развития новейших технологий. Изучаются особенности электронных свойств низкоразмерных проводящих систем во внешних полях различной природы: магнитных полях в виде однородных и вихревых конфигураций, влияние топологических дефектов и конической геометрии, влияние удаленных наночастиц в гибридных системах, включающих квантовые гетероструктуры. Работы выполнены на высоком уровне, полученные результаты имеют фундаментальное значение и практические приложения в экспериментальных исследованиях низкоразмерных наноструктур. Основные результаты опубликованы в статьях в научных профильных журналах с высоким импакт-фактором, публикации авторов цикла работ хорошо цитируются. Считаю, что авторы цикла научных работ "Особенности электронных свойств низкоразмерных проводящих систем во внешних полях" Власий Н.Д., Гамаюн А.В., Кухтарук С.Н., Слободенюк А.А безусловно заслуживают присуждения премии Президента Украины для молодых ученых.

Лисецький Л.М., д.ф.-м.н., проф.

Цей цикл робіт видається вельми цікавим і навіть в певному сенсі унікальним. Справа в тому, що величезний інтерес, що його світова наукова і технологічна спільнота виявляє до наноматеріалів і нанотехнологій, значною мірою залишається суто емпіричним - практично відсутні теоретичні роботи, які б мали евристичне значення з точки зору створення нових наносистем. В цьому циклі робіт фактично розглянуто графен з топологічними дефектами як структурний елемент нових композитних наноматеріалів. Цих слів, можливо, нема у тексті, але, маючи певний досвід створення таких матеріалів, я бачу в результатах роботи певне джерело ідей - комбінуючи властивості графену з урахуванням топологічних дефектів з властивостями (електрофізичними та іншими) відповідних дисперсійних середовищ, відкриваються шляхи до створення нових матеріалів, зокрема, для мікро- та оптоелектроніки. Про науковий рівень роботи з суто теорфізичної точки зору багато говорити не треба - визнанням є публікації у вельми солідних виданнях. При цьому треба особливо відзначити, що співавторами статей авторів конкурсної роботи є практично тільки українські вчені, і взагалі вся робота реально виконана в Україні (бо дуже часто молодий учений є тільки формально українським, а реально більшу частину часу проводить в іноземних лабораторіях і публікується з іноземними "шефами"). Вважаю, що робота безумовно заслуговує офіційного визнання українською науковою спільнотою та присудження Премії Президента України.
Лисецький Л.М.,
доктор фізико-математичних наук, професор,
провідний науковий співробітник
Інституту сцинтиляційних матеріалів НТК "Інститут монокристалів" НАНУ

Ю.А. Курочкин, доктор физ. мат. наук

Направление научных исследований коллектива авторов цикла работ « Особенности электронных свойств низкоразмерных проводящих систем во внешних полях», авторы которого Н.Д. Власий, А.В. Гамаюн, С.Н. Кухтарук, А.А. Слободенюк является весьма актуальным и, в частности, в связи с замечательными все обнаруживающимися свойствами графена. Работы авторов выполнены на высоком научном уровне, в них получены интересные результаты, широко цитируемые в научной литературе. Авторы принадлежат к научной школе профессора Ю.А. Ситенко, известной своими работами о поведении физических систем во внешних электромагнитных полях.
Мне представляется, что цикл безусловно заслуживает присуждения премии Президента Украины.

Курочкин Ю.А., доктор физико-математических наук,
Заведующий лабораторией теоретической физики
Института физики НАН Беларуси

Залишити новий коментар

Вміст цього поля є приватним і не буде доступний широкому загалу.
CAPTCHA
Для запобігання від спаму, щоб залишити коментар введіть будь ласка символи,які зображені нижче. Дякуємо за розуміня.