Description du projet
Un cadre théorique pour caractériser une nouvelle classe d’isolants topologiques
La topologie, une branche des mathématiques qui trouve ses origines à la fin des années 1800, étudie les propriétés qui sont préservées ou invariantes sous l’effet des déformations. Ces 15 dernières années, de plus en plus de matériaux topologiques uniques et exotiques ont été découverts, notamment les isolants topologiques dont les surfaces sont conductrices alors que leur structure de bande est isolante. La conduction de surface est protégée par les propriétés topologiques de la structure en présence d’une symétrie fondamentale. Le projet STATOPINS, financé par le Conseil européen de la recherche, étudiera la résistance de cette protection lorsque la symétrie protectrice n’est présente qu’au sens statistique (en moyenne) et élaborera une théorie générale de ces «isolants topologiques statistiques».
Objectif
Topological insulators (TI) are a novel class of materials with insulating bulk and conducting surface. The conduction of the surface is protected by the topological properties of the bulk, as long as a fundamental symmetry is present (for instance time-reversal symmetry). My goal is to investigate to what limits does the protection hold in cases where the protecting symmetry is broken, and only present in statistical sense, after averaging over the disordered ensemble. In a pilot study I showed that materials that are protected by such average symmetry, which I have called “statistical topological insulators” (STI) significantly extend the classification of topological phases of matter and promise new methods to robustly control the conducting surface properties. I plan to develop a general theory of STI for physically relevant symmetries, describe the observable properties of their protected surface states, invent ways to predict whether materials are expected to be STI, and explore the generalization of STIs to strongly interacting topological phases of matter. I expect that the outcome of my research will significantly extend our understanding of topological phases of matter, and provide new ways to design materials with robust properties.
Champ scientifique
Programme(s)
Thème(s)
Régime de financement
ERC-STG - Starting GrantInstitution d’accueil
2628 CN Delft
Pays-Bas