Мы используем cookie файлы.
Пользуясь сайтом, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности.

Лаборатория топологических квантовых явлений в сверхпроводящих системах Центра перспективных методов мезофизики и нанотехнологий (10)

Номер договора
075-15-2024-632
075-15-2025-010
Период реализации проекта
2024-2028
10
научных публикаций
Общая информация

Название проекта:

Перспективные функциональные материалы для цифровой и квантовой электроники

Цели и задачи


Цель проекта:

Создание материалов и структур с новыми функциональными возможностями, способными обеспечить прорывное развитие технологий в области перспективных, энергоэффективных микро- и наноустройств для новой элементной базы микроэлектроники.

Задачи проекта:

  • Исследование новых материалов с топологически защищенными электронными подсистемами, проявляющими сверхпроводящие, квантоворазмерные и магнитные свойства. Эти материалы предполагается использовать для улучшения масштабируемости цифровых и квантовых устройств вплоть до молекулярного уровня, обеспечения устойчивости к электромагнитным шумам и повышения чувствительности неинвазивных квантовых сенсоров;
  • Исследование новых и уже известных материалов с нетривиальными сверхпроводящими свойствами. Это исследование направлено на получение более глубокого понимания природы сверхпроводимости, что позволит предсказывать и синтезировать новые сверхпроводники, в том числе способные работать при рекордно высоких температурах и магнитных полях, а также разработать новую элементную базу для вычислительных устройств и сенсоров с уникальными характеристиками;
  • Исследование магнитных низкоразмерных систем на основе новых материалов для создания устройств, оперирующих единичными спинами атомов и электронов, которые можно использовать в цифровых и квантовых вычислительных системах;
  • Изучение возможности использования квантовых свойств ряда перспективных диэлектрических материалов для разработки элементов и устройств молекулярной наноэлектроники, оперирующих отдельными ионами и молекулами, а также коммуникационных устройств с терагерцовыми рабочими частотами.
Практическое значение исследования

Научные результаты:

Разработана теоретическая и технологическая основа для создания новых материалов, в том числе сверхпроводниковых топологических изоляторов и антиферромагнитных изоляторов, сочетающих в себе свойства макро- и микроскопических квантовых эффектов и открывающие перспективы для их использования в цифровой и квантовой микроэлектроники.

В 2024 году в проекте были задействованы 17 докторов и 22 кандидата наук, а также более 40 студентов МФТИ.

Регулярно проводились научные семинары и международные мероприятия, включая школу и симпозиум в Китае, а также научный семинар с участием китайских партнеров в МФТИ (BIT, JITRI).

Активно разрабатывается технологическая база, в том числе: для развития квантовых технологий в РФ, разработан совместно с китайскими партнерами и запущен в МФТИ первый рефрижератор растворения, обеспечивающий проведение сверхнизкотемпературных исследований квантовых процессоров (при ~10 мК).

Итоги:

  • Разработана теоретическая, методологическая и экспериментальная база для создания новых функциональных материалов
  • Привлечены высокоспециализированные специалисты
  • Установлено прочное взаимодействие с ведущими научными организациями Китая
  • Проведены работы по перевооружению технологической базы мирового уровня в МФТИ

Скрыть Показать полностью
D.Yu. Usachov, K. A. Bokai, I. I. Klimovskikh, K. Ali, F. Schiller, G. Poelchen, V. S. Stolyarov, K. Kliemt, C. Krellner, and D. V. Vyalikh,
Probing surface and bulk ground states of lanthanides: 4 f moment orientation through 4 d x-ray absorption spectroscopy. Physical Review B, 110(7), 075157 https://doi.org/10.1103/PhysRevB.110.075157
A. Yu. Aladyshkin, A. N. Chaika, V. N. Semenov, A. S. Aladyshkina, S. I. Bozhko, A. M. Ionov,
Visualization of Atomic Structures on Faceted and Nonflat Surfaces by the Difference-of-Gaussians Approach // Journal of Physical Chemistry C 2024, 128, 38, 16143–16153. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.4c04116
A. Yu. Aladyshkin, A. N. Chaika, V. N. Semenov, A. M. Ionov, S. I. Bozhko,
Effective removal of global tilt from atomically-resolved topography images of vicinal surfaces with narrow terraces // Ultramicroscopy 2024, 114053. https://doi.org/10.1016/j.ultramic.2024.114053
Yulia V. Korkh, Alexey D. Lobanov, Denis A. Shishkin, Natalya A. Cherkasova, Vladimir E. Zhivulin, Svetlana A. Gudkova, Denis A. Vinnik, Evgeny I. Patrakov, Valentin Yu. Irkhin, Maksim N. Sarychev, Vladimir Yu. Ivanov, Tatyana V. Kuznetsova
Effect of 10 MeV electron irradiation on structural and magnetic properties of Ti- and Al- substituted strontium hexaferrite SrFe11.3Ti0.4Al0.3O19, Journal of Alloys and Compounds (2024), 1008, 176672. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2024.176672
Dmitry S. Yakovlev, Aleksei V. Frolov, Ivan A. Nazhestkin, Alexei G. Temiryazev, Andrey P. Orlov, Jonathan Shvartzberg, Sergey E. Dizhur, Vladimir L. Gurtovoi, Razmik Hovhannisyan, Vasily S. Stolyarov.
Topological Insulator Nanowires Made by AFM Nanopatterning: Fabrication Process and Ultra Low-Temperature Transport Properties// Advanced Physics Research, 2024, 3, 12, 2400108 https://doi.org/10.1002/apxr.202400108
Jieyao Tan, Xingxing Jiang, Dongyu Liu, Ahmad Ostovari Moghaddam, Vasily S. Stolyarov, Shifang Xiao, and Andrey S. Vasenko
The Origin of Broadband Blue Emission in Zero-Dimensional Organic Lead Iodine Perovskites: A First-Principles Study The Journal of Chemical Physics 161.14 (2024). https://doi.org/10.1063/5.0231090
Yurii A. Aleshchenko, Andrey V. Muratov, Elena S. Zhukova, Lenar S. Kadyrov, Boris P. Gorshunov, Giovanni A. Ummarino, Ilya A. Shipulin.
THz optical response of Ba(Fe1-xNix)2As2 films analyzed within the three-band Eliashberg s-wave model. Journal of Physics and Chemistry of Solids, 196, 112364 (2025). https://doi.org/10.1016/j.jpcs.2024.112364
D.Yu. Usachov, K. Ali, G. Poelchen, M. Mende, S. Schulz, M. Peters, K. Bokai, I.Yu. Sklyadneva, V. Stolyarov, E. V. Chulkov, K.Kliemt, S. Paischer, P. A. Buczek, R. Heid, F. Hempel, M. Ruesing,A. Ernst, C. Krellner, S. V. Eremeev, D. V. Vyalikh,
Unveiling Electron-Phonon and Electron-Magnon Interactions in the Weak Itinerant Ferromagnet LaCo2P2, Advanced Physics Research, 2024, 4, 4, 2400137 https://doi.org/10.1002/apxr.202400137
O.V. Skryabina, S.V. Bakurskiy, V.I. Ruzhickiy, A.G. Shishkin, N. V. Klenov, I. I. Soloviev, M. Yu. Kupriyanov, V.S. Stolyarov.
Anomalous influence of electrode width on the critical current of Nb/Au Josephson junctions. Superconductor Science and Technology. 2024, 37, 12, 125018 (9pp) https://doi.org/10.1088/1361-6668/ad9219
A.V. Melentev, E. S. Zhukova, B. M. Nekrasov, M. Tyunina, T. Kocourek, V. S. Stolyarov, A. S. Frolov, M. Savinov, A. A. Bush, V. I. Kozlov, B. P. Gorshunov and M. V. Talanov
Soft mode behaviour in transition metal doped SrTiO3 thin films on MgO substrates. JETP Letters. 2024, 120, 12. DOI: 10.31857/S0370274X24120183
G. A. Bobkov, A. M. Bobkov, I. V. Bobkova,
Voltage-driven dynamics of φ0 superconductor/ferromagnet/superconductor Josephson junctions chains, Physical Review B, 2024, 110, 134522. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.110.134522
Неило А.А., Бакурский С.В., Кленов Н.В., Соловьев И.И., Куприянов М.Ю.
Магнитное управление кинетической индуктивностью в элементах сверхпроводниковой электроники, Письма в ЖЭТФ, 2025, 121, 1. DOI: 10.31857/S0370274X25010101
A. A. Kopasov, S. V. Mironov, and A. S. Mel’nikov
Proximity induced noncollinear magnetic states in planar superconductor/ferromagnet/ferromagnet hybrid trilayers, Physical Review B, 2024, 110. DOI: 10.1103/PhysRevB.110.214501
I.A. Solizoda, V.E. Zhivulin, G.M. Zirnik, S.A. Gudkova, A.A. Chouprik, S.V. Taskaev, L.N. Alyabyeva, K.V. Zhivetev, A.V. Terentiev, A.V. Trukhanov, D.A. Vinnik
Influence of Ti/Al substitution on the structural features, magneitc properties and THz characteristics of M-type hexaferrites. Ceramics International. 2025, 51, 3. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2024.11.258.
A. S. Ianovskaia, G. A. Bobkov, A. M. Bobkov, I. V. Bobkova
Magnetic proximity effect in superconductor/ferromagnet van der Waals heterostructures: dependence on the number of superconducting monolayers, Physical Review B. 2024, 110. DOI: 10.1103/PhysRevB.110.214503
Другие лаборатории и ученые
Лаборатория, принимающая организация
Область наук
Город
Приглашенный ученый
Период реализации проекта
Лаборатория кристаллофотоники

Санкт-Петербургский государственный университет - (СПбГУ)

Физика

Санкт-Петербург

Стомпос Константинос

Греция

2022-2024

Лаборатория детекторов синхротронного излучения

Томский государственный университет (НИУ) - (ТГУ)

Физика

Томск

Шехтман Лев Исаевич

Россия

2022-2024

Лаборатория «Квантовая инженерия света»

Южно-Уральский государственный университет (НИУ) - (ЮУрГУ (НИУ))

Физика

Челябинск

Кулик Сергей Павлович

Россия

2022-2024