מחקרי עוסק בתיאוריה (באמצעות חישובים אנליטיים ונומריים) של מערכות ננואלקטרוניות בממד נמוך, בשיווי משקל ומחוצה לו. למערכות אלו חשיבות רבה בשל היותן אבני הבניין הבסיסיות של התקנים אלקטרוניים עתידיים, שיוכלו להוביל בעתיד, בין יתר יישומיהם הפוטציאליים, לפיתוחו של מחשב קוונטי סקיילאבילי. מעגלים אלו ניתנים למימוש במגוון חומרים, ובהם מוליכים-למחצה, ננו-גרגרים וננו-חוטים מתכתיים (בפאזה הנורמלית או העל-מוליכה), חומרים מבוססי פחמן (גראפין, ננו-צינורות וכדורי פחמן-60), מבודדים טופולוגיים, ואף פולימרים מוליכים ומולקולות בודדות. בנוסף, מערכות אלה חשובות ביותר למחקר הבסיסי, שכן באות בהן לידי ביטוי קורלציות בין-אלקטרוניות חזקות, התאבכות קוונטית, אי-סדר ודינמיקה מחוץ לשיווי משקל. חקר יחסי הגומלין בין תופעות אלו עומד בחזית המחקר בתחום החומר המעובה כיום.
עבודתי מתמקדת בעיקר במערכות הבאות:
-
נקודות קוונטיות (quantum dots) במוליכים למחצה וננו-גרגרים מתכתיים, מודלים של "זיהומים קוונטיים" (quantum impurities), אפקט קונדו (Kondo)
-
מוליכים קוואזי חד-ממדיים (ננו-חוטים מוליכים למחצה ומתכתיים, ננו-צינורות פחמן), תורת נוזלי לאטינג'ר (Luttinger liquids)
-
על מוליכים בממד נמוך ושימושיהם במחשוב קוונטי ובסימולטורים קוונטיים
-
אפקט הול (Hall) הקוונטי, מבודדים טופולוגיים ועל מוליכים טופולוגיים
-
הידרודינמיקה של נוזלים קוונטיים, צמיגות הול (Hall)