Dirac Matter (E-Book, PDF)

eBook - Progress in Mathematical Physics
ISBN/EAN: 9783319325361
Sprache: Englisch
Umfang: 14.51 MB
Auflage: 1. Auflage 2017
E-Book
Format: PDF
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<p>This fifteenth volume of the Poincare Seminar Series, Dirac Matter, describes&nbsp;the surprising resurgence, as a low-energy effective theory of conducting electrons&nbsp;in many condensed matter systems, including graphene and topological insulators,&nbsp;of the famous equation originally invented by P.A.M. Dirac for relativistic quantum</p><p>mechanics. In five highly pedagogical articles, as befits their origin in lectures to a&nbsp;broad scientific audience, this book explains why Dirac matters.&nbsp;Highlights include the detailed "Graphene and Relativistic Quantum Physics",&nbsp;written by the experimental pioneer, Philip Kim, and devoted to graphene, a form</p><p>of carbon crystallized in a two-dimensional hexagonal lattice, from its discovery in&nbsp;2004-2005 by the future Nobel prize winners Kostya Novoselov and Andre Geim to&nbsp;the so-called relativistic quantum Hall effect; the review entitled "Dirac Fermions in&nbsp;Condensed Matter and Beyond", written by two prominent theoreticians, Mark Goerbig and Gilles Montambaux, who consider many other materials than graphene,&nbsp;collectively known as "Dirac matter", and offer a thorough description of the merging&nbsp;transition of Dirac cones that occurs in the energy spectrum, in various experiments&nbsp;involving stretching of the microscopic hexagonal lattice; the third contribution, entitled&nbsp;"Quantum Transport in Graphene: Impurity Scattering as a Probe of the Dirac</p><p>Spectrum", given by Hélène Bouchiat, a leading experimentalist in mesoscopic&nbsp;physics, with Sophie Guéron and Chuan Li, shows how measuring electrical transport,&nbsp;in particular magneto-transport in real graphene devices - contaminated by&nbsp;impurities and hence exhibiting a diffusive regime&nbsp;- allows one to deeply probe the&nbsp;Dirac nature of electrons. The last two contributions focus on topological insulators;&nbsp;in the authoritative "Experimental Signatures of Topological Insulators", Laurent&nbsp;Lévy reviews recent experimental progress in the physics of mercury-telluride samples&nbsp;under strain, which demonstrates that the surface of a three-dimensional topological&nbsp;insulator hosts a two-dimensional massless Dirac metal; the illuminating final&nbsp;contribution by David Carpentier, entitled "Topology of Bands in Solids: From&nbsp;Insulators to Dirac Matter", provides a geometric description of Bloch wave functions&nbsp;in terms of Berry phases and parallel transport, and of their topological classification&nbsp;in terms of invariants such as Chern numbers, and ends with a perspective on&nbsp;three-dimensional semi-metals as described by the Weyl equation.&nbsp;This book will be of broad general interest to physicists, mathematicians, and&nbsp;historians of science.</p>
Philip Kim: Graphene and Relativistic Quantum Physics.- Mark Goerbig and Gilles Montambaux : Dirac Fermions in Condensed Matter and Beyond.- Chuan Li, Sophie Guéron, Hélène Bouchiat : Quantum Transport in Graphene : Impurity Scattering as a Probe of the Dirac Spectrum.-Laurent Lévy : Experimental Signatures of Topological Insulators.- David Carpentier :Topology of Bands in Solids: From Insulators to Dirac Matter.

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