Григорьев Павел Дмитриевич

2015 г. Защита докторской диссертации: «Особенности магнитосопротивления в слоистых квазидвумерных проводниках» по специальности теоретическая физика. Диплом доктора физ.-мат. наук ДНД № 001784.

2004-2006 гг. Postdoctoral position at National High Magnetic Field Laboratory, supervision by Lev Gor’kov.

2002 г. Защита диссертации на соискание Ph.D. в университете г. Констанция (Германия) под руководством проф. Питера Видера. Оценка: отлично (Magna Cum Laude). Тема диссертации: «Магнитные квантовые осцилляции в квази-двумерных металлах» («Magnetic quantum oscillations in quasi-2D metals»). Электронная копия диссертации.

2001 г. Защита диссертации по теме «Двумерный электронный газ на поверхности жидкого гелия», диплом кандидата физико-математических наук по специальности теоретическая физика № КТ 061685.

1997-2002 гг. Практика и обучение научной работе в лаборатории сильных магнитных полей, MPI-FKF и CNRS, Гренобль (Франция).

1998-2001 гг. Аспирантура в Институте теоретической физики им. Ландау РАН.

1998 г. Диплом магистра с высшим отличием (100% оценок отлично) и диплом инженера-физика по специальности общая и прикладная физика.

1996 г. Диплом бакалавра с высшим отличием (>98% оценок отлично).

1992-1998 гг. Обучение в Московском физико-техническом институте (МФТИ).

1992 г. Закончил школу с золотой медалью.

2015 г. — наст. время. Профессор (по совместительству) кафедры теоретической физики и квантовых технологий в НИТУ МИСИС. Чтение лекционных курсов по теории металлов и по квантовой физике твердого тела.

2016 г. — наст. время. Старший научный сотрудник в Институте теоретической физики им. Л.Д. Ландау РАН.

2003 — 2017 гг. научный сотрудник в Институте теоретической физики им. Л.Д. Ландау РАН.

2004-2006 гг. Младший научный сотрудник (Postdoctoral position) в национальной лаборатории сильных магнитных полей, Таллахасси (США). Научный руководитель: академик Лев Петрович Горьков. Тема: тяжело-фермионные соединения и квантовые фазовые переходы.

1997- 2019 гг. Многочисленные научные командировки в различные исследовательские институты Франции и Германии, включая CNRS в лабораториях: GHMFL и CRTBT (Гренобль, Франция), LPTSM и LPS (Орсэ-Париж,Франция), Institute Laue-Langevin (Гренобль, Франция), Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems (Дрезден, Германия), Walther-Meissner-Institute for Low Temperature Research (Гархинг-Мюнхен, Германия) и др.

2001-2003 гг. Младший научный сотрудник в институте теоретической физики им. Ландау РАН.

1998-2001 гг. Аспирант в Институте теоретической физики им. Ландау РАН. Научный руководитель — доктор ф.-м. наук Александр Михайлович Дюгаев.

Основная область научных интересов — электронные свойства сильно анизотропных проводников, к которым относятся все высокотемпературные сверхпроводники (ВТСП) при атмосферном давлении, гетероструктуры, органические металлы, и многие другие соединения. В этой области получены следующие научные результаты:

1. Магнитосопротивление и квантовые осцилляции.
   • Впервые построена теория магнитосопротивления в сильно анизотропных проводниках [Phys. Rev. B 67, 144401 (2003); Phys. Rev. B 98, 045118 (2018)], когда интеграл межслоевого перескока электронов сравним или меньше циклотронной энергии. В этом пределе классическая теория, развитая для обычных металлов, становится не применимой, и возникают новые качественные эффекты. С помощью этой теории впервые объяснены и описаны так называемые медленные (или разностные) магнитные осцилляции [Phys. Rev. Lett. 89, 126802 (2002)] с частотой, определяемой интегралом перескока (а не площадью сечения поверхности Ферми), которые выживают до более высоких температур и более устойчивы к неоднородностям образца, и поэтому легче наблюдаются в эксперименте. Этот эффект оставался загадкой несколько десятилетий и позволил определить межслоевой интеграл перескока и тип беспорядка по экспериментальным данным магнитосопротивления в разных слоистых проводниках. Эта теория также объясняет сдвиг фазы биений квантовых осцилляций проводимости в сравнении с намагниченностью [Phys. Rev. B 65, 060403^® (2002)] и другими термодинамическими величинами.
   • Проанализировано взаимное влияние угловых и квантовых осцилляций магнитосопротивления [Phys. Rev. B 90, 115138 (2014); Phys. Rev. B 95, 195130 (2017)]. Получены соответствующие общие формулы, удобные для анализа с экспериментальных даннных.
   • Предсказано сильное продольное межслоевое магнитосопротивление в квазидвумерных металлах [Phys. Rev. B 83, 245129 (2011); Phys. Rev. B 88, 054415 (2013)], имеющее корневую зависимость в сильном магнитном поле. Этот важный и неожиданный эффект был подтвержден нами экспериментально [Phys. Rev. B 86, 165125 (2012)] и отсутствует в стандартной теории, построенной на тау-приближении. Его описание использует диаграммную технику Фейнмана.
   • Показано, что магнитные осцилляции в купратных ВТСП семейства YBCO можно объяснить не малыми карманами поверхности Ферми, а расщеплением спектра из-за межслойного перескока электронов [Phys. Rev. B 96, 165110 (2017)]. Это объясняет необычный гармонический состав осцилляций и разрешает «противоречие» между данными ARPES и магнитных осцилляций, опубликованными в десятках статей журналов Nature. Эта работа вошла в основные достижения института Луи Ланжевена во Франции за 2017г.
   • Используя симметрийные аргументы показано [npj Quantum Materials 6, 11 (2021)], что во многих металлах с антиферромагнитным упорядочением эффективный g-фактор носителей заряда, измеренный по магнитным квантовым осцилляциям, равен нулю. Экспериментальное исследование этого эффекта проводится в нескольких соединениях и сравнивается с предложенной теорией. Мы обнаружили, что антиферромагнитное состояние слоистого органического проводника κ-(BETS)2FeBr4 не проявляет спиновой модуляции осцилляций Шубникова-де Гааза, в отличие от парамагнитного состояния того же материала. Это свидетельствует о вырождении уровней Ландау по спину, предсказанное для антиферромагнитных проводников. Аналогично, мы не находим спиновой модуляции в угловой зависимости медленных осцилляций Шубникова-де Гааза в оптимально легированном электронами купрате Nd2−xCexCuO4. Это указывает на наличие неелевского порядка в этом сверхпроводнике даже при оптимальном легировании.
2. Анизотропные проводники часто неустойчивы по отношению к образованию волны зарядовой или спиновой плотности, которая конкурирует со сверхпроводимостью. По этой теме получены следующие результаты:
   • Впервые показано [Phys. Rev. B 95, 165120 (2017); JETP Lett. 105, 786 (2017); Phys. Rev. B 98, 014515 (2018)], что зарождающаяся сверхпроводимость в виде изолированных островков приводит к анизотропному изменению проводимости и дает информацию об объемной доли и форме сверхпроводящих островков. Мы применили этот метод к анализу экспериментальных данных в высокотемпературном сверхпроводнике FeSe и определили температурную зависимость объемной доли сверхпроводящих островков. При этом наблюдается хорошее качественное согласие для температурной зависимости доли сверхпроводящей фазы, определенной по диамагнитному отклику и по изменению анизотропии проводимости на основе предложенной модели, что подчеркивает ее правильность для качественного и даже количественного описания этого эффекта. Также объяснена анизотропия самого сверхпроводящего перехода [Phys. Rev. B 103, 014519 (2021)].
   • Разработан метод непертурбативного учета влияния волны зарядовой/спиновой плотности, покрывающей только часть поверхности Ферми, на оставшиеся электронные состояния. С помощью этого метода было исследовано влияние волн плотности на сверхпроводимость слоистых металлов, и получен ряд необычных свойств сверхпроводимости, возникающей на фоне волны плотности [Phys. Rev. B 75, 020507^® (2007); Phys. Rev. B 77, 224508 (2008)]. В частности, было объяснено значительное увеличение верхнего критического поля при неизменной Tc, наблюдаемое в слоистых органических металлах.
   • Показано, что изменение анизотропии проводимости при переходе в состояние с волной зарядовой плотности дает полезную информацию об ее электронной структуре, в частности, об анизотропии параметра порядка [Phys. Rev. Lett. 112, 036601 (2014)].
   • Исследована фазовая диаграмма волн зарядовой плотности в магнитном поле для разного закона дисперсии электронов (например, работы [Phys. Rev. B 72, 195106 (2005); Phys. Rev. B 68, 201101^® (2003)]). В частности, предложен и исследован каскад фазовых переходов между состояниями с разным квантованным значением вектора нестинга (волны плотности) при наклоне магнитного поля, возникающий из-за конкуренции орбитального и спинового влияния магнитного поля на проводящие электроны.
3. Поверхность жидкого гелия.
   • Предложен и исследован новый тип возбуждений на поверхности жидкого гелия [Письма в ЖЭТФ 78, 935 (2003), Письма в ЖЭТФ 87, 114 (2008), ЖЭТФ, 133, 370 (2008), J. Low Temp. Phys. 163, 131 (2011)], представляющий атомы на поверхностном квантовом уровне. Показано [ЖЭТФ 155, 338 (2019)], что экспериментальные данные неупругого рассеяния нейтронов на тонкой пленке гелия и численные расчеты согласуются с этим предсказанием.
   • Теоретически исследована [Phys. Rev. C 94, 025504 (2016)] температурная зависимость скорости рассеяния ультрахолодных нейтронов на поверхности жидкого гелия на атомах пара и рипплонах — квантах поверхностных волн. Последняя оказалась определяющей при температуре ниже 0.5К и линейной по температуре T. Поэтому ее необходимо учитывать даже при самой низкой температуре для точного определения времени жизни нейтронов с помощью ловушек из жидкого гелия.
   • Предложены и изучены [ЖЭТФ, 115, 593 (1999)] свойства отрицательных ионов большого размера (малой энергии связи) на поверхности жидкого гелия. Показано, что такие ионы удерживаются на поверхности и могут быть полезны для экспериментальной реализации квантовых битов с большим временем декогерентности. Показано, что на поверхности жидкого гелия могут быть реализованы отрицательные ионы, которые не устойчивы в вакууме.

Индекс Хирша по Scopus — 16.

Количество статей по Scopus — 89.

ORCID: 0000-0002-4125- 1215.

ResearcherID: R-9909-2016.

Scopus AuthorID: 7004467795.

ФЦП Минестерства образования и науки «Научные и педагогические кадры России» 2009-2011 гг. «Проведение поисковых научно-исследовательских работ по направлению «Нанотехнологии и наноматериалы» (госконтракт П1419)

Президентские гранты для молодых ученых:

• MK-429.2003.02 (2003-2005 гг.);
• MK-4105.2007.02 (2007-2008 гг.);
• МК-2320.2009.2 (2009-2010 гг.).

Грант фонда «Династия» (2009-2010 гг.).

Грант фонда развития теоретической физики и математики «Базис» (2019-2021 гг.).

РФФИ № 19-02- 01000 (2019-2021).

• R. Ramazashvili, P.D. Grigoriev, T. Helm, F. Kollmannsberger, M. Kunz, W. Biberacher, E. Kampert, H. Fujiwara, A. Erb, J. Wosnitza, R. Gross, M.V. Kartsovnik, Experimental evidence for Zeeman spin—orbit coupling in layered antiferromagnetic conductors, npj Quantum Materials 6, 11 (2021)
• P.D. Grigoriev, A.A. Sinchenko, P.A. Vorobyev, A. Hadj-Azzem, P. Lejay, A. Bosak, P. Monceau, Interplay between band crossing and charge density wave instabilities, Phys. Rev. B 100, 081109^® (2019).
• S.S. Seidov, K.K. Kesharpu, P.I. Karpov, P.D. Grigoriev, Conductivity of anisotropic inhomogeneous superconductors above the critical temperature, Phys. Rev. B 98, 014515 (2018).
• T.I. Mogilyuk, P.D. Grigoriev, Magnetic oscillations of in-plane conductivity in quasi-two-dimensional metals, Phys. Rev. B 98, 045118 (2018).
• P.D. Grigoriev, T.I. Mogilyuk, False spin zeros in the angular dependence of magnetic quantum oscillations in quasi-two-dimensional metals, Phys. Rev. B 95, 195130 (2017).
• P.D. Grigoriev, T. Ziman, Magnetic oscillations measure interlayer coupling in cuprate superconductors, Phys. Rev. B 96, 165110 (2017).
• 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).
• P.D. Grigoriev, Longitudinal interlayer magnetoresistance in strongly anisotropic quasi-two-dimensional metals, Phys. Rev. B 88, 054415 (2013).
• P.D. Grigoriev, M.V. Kartsovnik, W. Biberacher, Magnetic-field-induced dimensional crossover in the organic metal α-(BEDT-TTF)₂KHg(SCN)₄, Phys. Rev. B 86, 165125 (2012) .
• P.D. Grigoriev, Weakly incoherent regime of interlayer conductivity in a magnetic field, Phys. Rev. B 83, 245129 (2011)].
• P.D. Grigoriev, Properties of superconductivity on a density wave background with small ungapped Fermi surface parts, Phys. Rev. B 77, 224508 (2008).
• L.P. Gor’kov, P.D. Grigoriev, Nature of superconducting state in the new phase in (TMTSF)₂PF₆ under pressure, Phys. Rev. B 75, 020507^® (2007).
• P.D. Grigoriev, 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. B 72, 195106 (2005) .
• P.D. Grigoriev, Theory of the Shubnikov-de Haas effect in quasi-two-dimensional metals, Phys. Rev. B 67, 144401 (2003) .
• 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. B 65, 060403^® (2002) .
• 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).

ORCID: 0000-0002-4125-1215.

Web of Science ResearcherID: R-9909-2016.

РИНЦ AuthorID: 42534.

Scopus AuthorID: 7004467795.

• Могилюк Т.И., «Магнитные квантовые и угловые осцилляции проводимости в слоистых металлах», кандидат физико-математических наук, защита 23/03/2021 в МФТИ.
• Воробьёв П.А., «Влияние волны зарядовой плотности на электронные свойства трителлуридов редкоземельных металлов», степень магистра, защита 23.05.2019г., в МГУ.
• Кешарпу К.К., " Temperature Dependence of Resistivity at the Transition to a Charge-Density-Wave State in Rare-Earth Tritellurides«, степень магистра, защита июнь 2017г. в НИТУ МИСИС.
• Колесников И.А., «Исследование анизотропного влияния зарождающейся сверхпроводимости на электронный транспорт в селениде железа», степень магистра, защита июнь 2020г. в НИТУ МИСИС.
• Хамзаулы Асет, «Оценка частоты магнитных осцилляций в высокотемпературных сверхпроводниках семейства YBaCuO в различных сценариях», степень магистра, защита июнь 2019г. в НИТУ МИСИС.

В настоящее время: руководство 2 аспирантами и 1 магистрантом в НИТУ МИСИС.

Преподавание

Чтение годового курса лекций «Квантовая физика твердого тела» в русскоязычной и англоязычной магистратурах, а также семестрового курса лекций «Физика конденсированного состояния» для аспирантов на кафедре теоретической физики и квантовых технологий (ТФКТ) НИТУ МИСИС.

2019-2020 гг. Чтение годового курса лекций «Квантовая физика твердого тела» для аспирантов ИФТТ РАН.

2007-2009 гг. Преподавание в МФТИ на кафедре теоретической физики (по совместительству).

Участие в диссертационных советах НИТУ МИСИС.

В НИТУ МИСИС впервые показали гигантское спин-орбитальное взаимодействие в антиферромагнетиках. Naked-science.ru