Научная тема: «ОСОБЕННОСТИ МАГНИТОСОПРОТИВЛЕНИЯ В СЛОИСТЫХ КВАЗИДВУМЕРНЫХ ПРОВОДНИКАХ»
Специальность: 01.04.02
Год: 2015
Основные научные положения, сформулированные автором на основании проведенных исследований:
1. Теоретически показано, что в квазидвумерных слоистых металлах возникает сильное продольное межслоевое магнитосопротивление RZz{Bz). В сильном магнитном поле Bz, когда расстояние между уровнями Ландау hωc больше межслоевого интеграла перескока электронов tz и уширения уровней Г0 = h/2Т из-за рассеяния на примесях, это магнитосопротивление имеет корневую зависимость RZZ(BZ) BZ. В обратном пределе слабого поля RZZ(BZ) ≈ const; в промежуточном интервале магнитного поля она близка к линейной: RZZ{BZ) Bz.

2. Вычислены магнитные квантовые осцилляции продольного межслоевого магнитосопротивления в сильно анизотропных квазидвумерных металлах при hωc  < tz. В результате объяснены и исследованы новые качественные эффекты: медленные осцилляции магнитосопротивления и сдвиг фазы биений квантовых осцилляции магнитосопротивления относителвно намагниченности. Показано, что (1) в отличие от обвшных квантоввк осцилляции, медленные осцилляции магнитосопротивления слабо затухают с увеличением температуры; (2) частота медленных осцилляции позволяет извлечь из эксперимента величину интеграла межслоевого перескока tz; (3) угловая зависимость этой частоты не монотонна и позволяет определить импульс Ферми электронов в проводящей плоскости.

3. В рамках стандартной теории получены новые аналитические и численные результаты для угловой зависимости магнитосопротивления и площади сечения поверхности Ферми квазидвумерных металлов с анизотропией в проводящей плоскости и различной симметрией. Изучено влияние продольного межслоевого магнитосопротивления на его угловую зависимость. Исследовано проявление "некогерентного" механизма межслоевой проводимости через редкие локальные кристаллические дефекты в угловой зависимости магнитосопротивления.

Исследована микроскопическая структура и фазовая диаграмма волн зарядовой плотности (ВЗП) в сильном магнитном поле В, когда зеемановское расщепление больше или сравнимо с щелью ВЗП. С помощью разложения Гинзбурга-Ландау до членов четвертого порядка показано, что в сильном магнитном поле почти во всей области фазовой диаграммы (в координатах В-Т) энергетически более выгодной оказывается ВЗП с двумя волновыми векторами и, соответственно, с косинусоидальной модуляцией параметра порядка.

5. Показано, что существует широкий класс исходного закона дисперсии электронов ε(к), при котором возникает неоднородная (солитонная) фаза волны (зарядовой или спиновой) плотности (ВП). Исследована фазовая диаграмма ВП при неидеальном нестинге для разных видов закона дисперсии ε(к).

6. Исследовано изменение анизотропии проводимости при переходе в состояние с волной плотности (ВП) для различных микроскопических структур ВП. Показано, что изменение анизотропии проводимости при переходе в состояние с ВП может дать информацию о зависимости щели ВП от импульса электронов и выявить неоднородную (солитонную) микроскопическую структуру ВП.

Изучено влияние перестройки поверхности Ферми (ПФ) из-за ВП на различные эффекты в магнитосопротивлении. Показано, что эта перестройка ПФ может привести к локальному (в импульсном пространстве) увеличению эффективной массы электронов, измеряемой по магнитным квантовым осцилляциям.

8. Изучены возможность появления и основные свойства сверхпроводимости на фоне волны плотности (ВП). Теоретически показано, что при неидеальном нестинге ПФ возможны как минимум две структуры микроскопического сосуществования сверхпроводимости и ВП. В каждом из этих двух сценариев показано, что (1) температура сверхпроводящего перехода на фоне ВП может быть сравнима (а иногда и превышать) температуру сверхпроводящего перехода без ВП; (2) верхнее критическое поле Нс2 сверхпроводимости на фоне ВП может в несколько раз превышать Нс2 без ВП и имеет нестандартную зависимость от давления и температуры; (3) если куперовское спаривание возникает из-за независящего от спина (зарядового) электрон-электронного взаимодействия, то волна спиновой плотности подавляет спин-синглетную сверхпроводимость и почти не подавляет триплетную.

Список опубликованных работ
1.P.D. Grigoriev, "Weakly incoherent regime of interlayer conductivity in magnetic field", Phys. Rev. В 83, 245129 (2011).

2.P.D. Grigoriev, "Monotonic growth of interlayer magnetoresistance in strong magnetic field in very anisotropic layered metals", Письма в ЖЭТФ 94, 48 (2011) [JETP Lett. 94, 47 (2011)].

3.A.D. Grigoriev and P.D. Grigoriev, "Crossover from the weak to strong-field behavior of the longitudinal interlayer magnetoresistance in quasi-two-dimensional conductors", Физика низких температур 40 (4), 472 (2014) [Low Temp. Phys., 40(4), 367 (2014)];

4.P.D. Grigoriev, "Longitudinal interlayer magnetoresistance in quasi-two-dimensional metals", Phys. Rev. В 88, 054415 (2013).

5.P.D. Grigoriev, M.V. Kartsovnik, W. Biberacher, "Magnetic-field-induced dimensional crossover in the organic metal a-(BEDT-TTF)2KHg(SCN)4", Phys. Rev. В 86, 165125 (2012).

6.A.M. Дюгаев, П.Д. Рригорьев, Ю.Н. Овчинников, "Снятие вырождения уровней Ландау двумерных электронов точечными примесями", Письма в ЖЭТФ, 78, 180 (2003) [A.M. Dyugaev, P.D. Grigor´ev, Yu.N. Ovchinnikov, "Point impurities remove degeneracy of the Landau levels in a two-dimensional electron gas", JETP Lett. 78, 148 (2003)].

7.A.M. Dyugaev and P.D. Grigoriev, "The Ground State of Two-Dimensional Electrons in a Nonuniform Magnetic Field", ЖЭТФ, 129, 79-85 (2006) [JETP 102, 69 (2006)].

8.P.D. Grigoriev, "Theory of the Shubnikov-de Haas effect in quasi-two-dimensional metals", Phys. Rev. В 67, 144401 (2003).

9.P.D. Grigoriev, M.V. Kartsovnik, W. Biberacher, N.D. Kushch, P. Wyder, "Anomalous beating phase of the oscillating interlayer magnetoresistance in layered metals", Phys. Rev. В 65, 60403(R) (2002).

10.M.V. Kartsovnik, P.D. Grigoriev, W. Biberacher, N.D. Kushch, P. Wyder, "Slow oscillations of magnetoresistance in quasi-two-dimensional metals", Phys. Rev. Lett. 89, 126802 (2002).

11.P.D. Grigoriev, "The influence of the chemical potential oscillations on the de Haas -van Alphen effect in quasi-two-dimensional compounds", ЖЭТФ, 119(6), 1257 (2001) [JETP, 92(6), 1090 (2001)].

12.P.D. Grigoriev, "Angular dependence of the Fermi surface cross-section area and mag-netoresistance in quasi-two-dimensional metals", Phys. Rev. В 81, 205122 (2010).

13.M. V. Kartsovnik, P. D. Grigoriev, W. Biberacher, and N. D. Kushch, "Magnetic field induced coherence-incoherence crossover in the interlayer conductivity of a layered organic metal", Phys. Rev. В 79, 165120 (2009).

14.P.D. Grigoriev and D.S. Lyubshin, "Phase diagram and structure of the charge-density-wave state in a high magnetic field in quasi-one-dimensional materials: A mean-field approach", Phys. Rev. В 72, 195106 (2005).

15.L.P. Gor´kov, P.D. Grigoriev, "Soliton phase near antiferromagnetic quantum critical point in Q1D conductors", Europhysics Letters 71, 425 (2005).

16.A.A. Sinchenko, P.D. Grigoriev, P. Lejay, P. Monceau, "Spontaneous Breaking of Isotropy Observed in the Electronic Transport of Rare-Earth Tritellurides", Phys. Rev. Lett. 112, 036601 (2014).

17.P.D. Grigoriev, S.S. Kostenko, "Conductivity anisotropy helps to reveal the microscopic structure of a density wave at imperfect nesting", Physica В 460, 26 (2015); doi:10.1016/j.physb.2014.11.033.

18.L.P. Gor´kov, P.D. Grigoriev, "Antiferromagnetism and hot spots in Celn3", Phys. Rev. В 73, 060401 (R) (2006).

19.M.V. Kartsovnik, V.N. Zverev, D.Andres, W.Biberacher, T.Helm, P.D. Grigoriev, R.Ramazashvili, N.D. Kushch, H.Muller, "Magnetic quantum oscillations in the charge-density-wave state of the organic metals o;(BEDT-TTF)2MHg(SCN)4 with M = К and Tl", Физика низких температур 40(4), 484 (2014) [Low Temp. Phys. 40(4), 377 (2014)].

20.L.P. Gor´kov, P.D. Grigoriev, "Nature of superconducting state in the new phase in (TMTSF)2PF6 under pressure", Phys. Rev. В 75, 020507 (2007).

21.P.D. Grigoriev, "Properties of superconductivity on the density wave background with small ungapped Fermi surface pockets", Phys. Rev. В 77, 224508 (2008).

22.P.D. Grigoriev, "Superconductivity on the density wave background with soliton-wall structure", Physica В 404(3-4), 513 (2009); doi:10.1016/j.physb.2008.11.056.