Проект молодых красноярских ученых поможет в создании технологий будущего
Проект молодых ученых института физики СО РАН поможет продвинуться в области создания принципиально новых элементов электроники и квантовых компьютеров. На его реализацию ученые получили 800 тысяч рублей в рамках регионального конкурса проектов фундаментальных научных исследований, проводимого Красноярским краевым фондом науки и Российским фондом фундаментальных исследований.
Молодые ученые выявляют свойства и особенности сверхпроводников и изоляторов с краевыми топологическими состояниями. Как отмечают ученые, изучение топологических материалов и связанных с ними краевых эффектов в проводящих системах сегодня является одним из передовых и активно развивающихся научных направлений во всем мире.
Все дело в уникальных свойствах этих систем. Топологические изоляторы внутри ведут себя как обычные диэлектрики, а снаружи проводят электрический ток подобно металлам. В топологических сверхпроводниках на поверхности возникает проводящее состояние (майорановское), локализованное не в одной области, а в удаленных друг от друга точках пространства. Совсем недавно существование анизотропных свойств такого рода и топологических поверхностных состояний считалось невозможным, но физикам удалось доказать обратное.
"В России экспериментальному исследованию топологических сверхпроводников и изоляторов с краевыми нетривиальными состояниями уделяется недостаточно высокое внимание. Наша задача – сформировать мощную теоретическую базу для опытного подтверждения отмеченных явлений в лабораториях края и других регионов России. Мы исследуем транспортные свойства топологических систем, учитывая спин-орбитальное взаимодействие электронов, а также влияние электрического и магнитного полей. Это, в частности, позволяет определить, в каком диапазоне параметров и при каком внешнем воздействии реализуются и остаются устойчивыми майорановские состояния", – рассказал руководитель проекта, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник института физики СО РАН Сергей Аксенов.
Ученые уверены, что сверхпроводники и изоляторы, в которых наблюдаются топологические фазовые переходы, могут использоваться при разработке кубитов, являющихся элементной базой будущих квантовых компьютеров, а также в микроэлектронике нового типа.
"Одним из приоритетных направлений работы краевого фонда науки является поддержка перспективных научных исследований, обеспечивающих готовность нашего региона и страны в целом к вызовам мирового научно-технического прогресса. Проект ученых ИФ СО РАН – это стартовый этап создания инновационных вычислительных машин, которые способны решать неподвластные даже самым мощным современным суперкомпьютерам сложные научные задачи", – отметила исполнительный директор Красноярского краевого фонда науки Ирина Пантелеева.
