Институт физики, технологии и информационных систем (ИФТИС)

РНФ 19-72-10101 Резистивное состояние в окрестности сверхпроводящего перехода как стационарный случайный процесс (с.н.с Кардакова)

Полученные результаты

2019 — 2020 гг. 

1. Теоретическое исследование структуры, состоящей из двух ультратонких проволок, связанных емкостным образом, показало, что квантовые проскальзывания фазы (КПФ) в одном нанопроводе индуцируют шум напряжения в другом, несмотря на то что КПФ полностью подавлены во втором нанопроводе. Была построена квазиклассическая картина, которая объясняет данное явление. Оказалось, что при протекании тока по одной проволоке в другой возникает шум напряжения. Спектральная плотность шума такого провода обладает нетривиальными особенностями. Оказалось, что для некоторых спектральных частот полученная спектральная плотность дробового шума отрицательна.

Результаты были опубликованы в Latyshev, A., Semenov, A.G. & Zaikin, A.D. Voltage Fluctuations in a System of Capacitively Coupled Superconducting Nanowires. J. Supercond. Nov. Magn.(2020). https://doi.org/10.1007/s10948-019-05402-3

Коллектив исполнителей:

2020 -2021 гг.

1. Аморфные подложки обычно используются для изготовления устройств для оптических и квантовых схем, но их свойства часто упускаются из виду. В нашей работе Baeva et.al,(2021) мы сообщаем о неожиданном эффекте, связанном с распространением тепла в аморфных материалах. В отличие от кристаллов, при T>5K основными теплоносителями в таких материалах являются диффузоны, возбуждения решетки выше критерия Иоффе-Регеля. Изучая образцы из различных материалов и конфигураций с помощью шумовой термометрии, мы показали, что тепловая релаксация количественно согласуется с диффузонной моделью. Наши результаты важны для понимания работы существующих низкотемпературных устройств, а также для разработки новых.

Результаты исследования опубликованы в Physical Review Applied. E.M.Baeva, et.al. Phys. Rev. Applied 15, 054014 (2021). https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.15.054014 и Journal of Physics: Conference Series. N.A. Titova, et.al. Fabrication of NbN/SiNx: H/SiO2 membrane structures for study of heat conduction at low temperatures, J.Phys. Conf. Series, 1695 (1), 012190

2. С помощью ренормгруппового подхода была исследована фазовая диаграмма сверхпроводящей структуры, состоящей из двух проволок, связанных емкостным образом. Были найдены критические поверхности в пространстве параметров системы отвечающие квантовым фазовым переходам сверхпроводник-изолятор в каждой из проволок. Оказалось, что эти фазовые переходы управляются не только поперечными сечениями проволоки, но и величиной взаимной емкости. Это приводит к интересному эффекту, что две тонкие сверхпроводящие проволоки могут перейти в изоляторное состояние, если их поместить достаточно близко друг от друга. Зависимость сопротивлений проволок от температуры также было исследована. Было показано, что подобные физические явления могут возникать и одиночном проводе в форме меандра.

Результаты данной работы были опубликованы в Beilstein Journal of Nanotechnology. A.Latyshev, A.G.Semenov, A.D.Zaikin, Beilstein J. Nanotechnol. 11, 1402 (2020). https://doi.org/10.3762/bjnano.11.124

Коллектив исполнителей:

Результаты по направлению Н1 из Стратегии НТР РФ

Н1 Переход к передовым цифровым, интеллектуальным производственным технологиям, роботизированным системам, новым материалам и способам конструирования, создание систем обработки больших объемов данных, машинного обучения и искусственного интеллекта

до 1 декабря 2021 г.:

Исследуемые системы связанных полосок могут быть использованы в нейроморфных сетях на основе сверхпроводников в качестве переключателей и нелинейных элементов. Исследование спонтанных флуктуаций напряжения и сопротивления в таких устройствах дают информацию о фундаментальных ограничениях в переключении таких устройств.

Ожидаемые результаты после 1 декабря 2021 г.::

Будут проведены экспериментальные исследования флуктуационных режимов в узких нанопроводах на основе NbN и TiN. Ожидаемые результаты будут использованы для анализа работы элементов-переключателей в нейроморфных сетях на основе сверхпроводников