Differential entropy per particle in Dirac semimetals in external magnetic field

Физика Низких Температур: Том 46, Выпуск 3 (Март 2020), c. 322-327 ( к оглавлению , назад )

Differential entropy per particle in Dirac semimetals in external magnetic field

I.V. Sukhenko, S.G. Sharapov, and V.P. Gusynin

Bogolyubov Institute for Theoretical Physics, National Academy of Science of Ukraine 14-b Metrolohichna Street, Kyiv 03143, Ukraine
E-mail: sharapov@bitp.kiev.ua

Received December 2, 2019, published online January 27, 2020

Анотація

Для тривимірних діраківських систем отримано загальний вираз, що описує диференційну ентропію на частинку (ДЕЧ) в залежності від хімічного потенціалу, температури та магнітного поля. Показано, що в присутності магнітного поля залежність ДЕЧ від хімпотенціалу поблизу зарядово-нейтральної точки істотно відрізняється від відповідної залежності у графені. Зокрема, поблизу нейтральної точки заряду спостерігається плато з майже нульовою ДЕЧ, яке розширюється зі збільшенням магнітного поля, а потім виникають осциляції, що згасають, пов'язані з внеском рівнів Ландау. Навпаки, у графені спостерігається гострий пік хімпотенціалу поблизу температури точки Дірака.

Ключові слова: 3D діраківські системи, диференціальна ентропія, хімічний потенціал, магнітне поле.

References

1. A. Y. Kuntsevich, V. M. Pudalov, I. V. Tupikov, and I. S. Burmistrov, Nat. Commun. 6, 7298 (2015). CrossRef Google Scholar

2. A. A. Varlamov, A. V. Kavokin, and Y. M. Galperin, Phys. Rev. B 93, 155404 (2016). CrossRef Google Scholar

3. V. Y. Tsaran, A. V. Kavokin, S. G. Sharapov, A. A. Varlamov, and V. P. Gusynin, Sci. Rep. 7, 10271 (2017). CrossRef Google Scholar

4. D. Grassano, O. Pulci, V. O. Shubnyi, S. G. Sharapov, V. P. Gusynin, A. V. Kavokin, and A. A. Varlamov, Phys. Rev. B 97, 205442 (2018). CrossRef Google Scholar

5. V. O. Shubnyi, V. P. Gusynin, S. G. Sharapov, and A. A. Varlamov, Fiz. Nizk. Temp. 44, 721 (2018) [Low Temp. Phys. 44, 561 (2018)]. CrossRef Google Scholar

6. Y. M. Galperin, D. Grassano, V. P. Gusynin, A. V. Kavokin, O. Pulci, S. G. Sharapov, V. O. Shubnyi, and A. A. Varlamov, J. Exp. Theor. Phys. 127, 958 (2018). CrossRef Google Scholar

7. T. O. Wehling, A. M. Black-Schaffer, and A. V. Balatsky, Adv. Phys. 63, 1 (2014). CrossRef Google Scholar

8. M. H. Cohen and E. I. Blount, Philos. Mag. 5, 115 (1960). CrossRef Google Scholar

9. P. A. Wolff, J. Phys. Chem. Solids 25, 1057 (1964). CrossRef Google Scholar

10. L. A. Fal’kovskii, Sov. Phys. Usp. 11, 1 (1968) [Usp. Fiz. Nauk 94, 3 (1968)]. CrossRef Google Scholar

11. V. S. Edel’man, Sov. Phys. Usp. 20, 819 (1977) [Usp. Fiz. Nauk 123, 257 (1977)]. CrossRef Google Scholar

12. B. Lenoir, M. Cassart, J.-P. Michenaud, H. Scherrer, and S. Scherrer, J. Phys. Chem. Solids 57, 89 (1996). CrossRef Google Scholar

13. Z. K. Liu, B. Zhou, Z. J. Wang, H. M. Weng, D. Prabhakaran, S.-K. Mo, Y. Zhang, Z. X. Shen, Z. Fang, X. Dai, Z. Hussain, and Y. L. Chen, Science 343, 864 (2014). CrossRef Google Scholar

14. M. Neupane, S.-Y. Xu, R. Sankar, N. Alidoust, G. Bian, C. Liu, I. Belopolski, T.-R. Chang, H.-T. Jeng, H. Lin, A. Bansi, F. Chou, and M. Z. Hasan, Nature Commun. 5, 3786 (2014). CrossRef Google Scholar

15. S. Borisenko, Q. Gibson, D. Evtushinsky, V. Zabolotnyy, B. Buchner, and R. J. Cava, Phys. Rev. Lett. 113, 027603 (2014). CrossRef Google Scholar

16. P. E. C. Ashby and J. P. Carbotte, Eur. Phys. J. B 87, 92 (2014). CrossRef Google Scholar

17. S. G. Sharapov, V. P. Gusynin, and H. Beck, Phys. Rev. B 69, 075104 (2004). CrossRef Google Scholar