• A
  • A
  • A
  • АБВ
  • АБВ
  • АБВ
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта

Научное направление «Квантовая наноэлектроника»

Научный руководитель д.ф.-м. н. профессор департамента электронной инженерии Константин Юрьевич Арутюнов.

Все мировые авторитеты в области микро- и нанотехнологий сходятся во мнении, что в самое ближайшее время (по разным оценкам в 2017-2018 гг.) дальнейшее увеличение степени интеграции коммерческих наноэлектронных изделий перестанет быть возможным. При этом приводятся две основные причины. Первая, чисто технологическая - невозможность эффективного отвода тепла, выделяемого в единице объема (площади) интегральной схемы. Вторая проблема - фундаментальная: при достижении определенных размеров (очень грубая оценка - порядка 10 нм) процесс протекания электрического тока в таких сверхминиатюрных элементах уже не подчиняется законам классической электротехники, и начинают проявляться  качественно новые квантовые явления, нарушающие штатный режим работы устройства.

Квантовая наноэлектроника - новая область знаний, лежащая на самом переднем крае таких дисциплин как квантовая механика, электроника, криогеника, материаловедение и нанотехнология. Наряду с негативным влиянием квантовых размерных эффектов на работу «стандартных» устройств, те же самые явления могут быть использованы, например, для построения качественно нового поколения логических элементов - кубитов (англ. qubit), основанных на принципиально отличных от классических принципах передачи, обработки и хранения информации. В основе работы таких устройств лежат законы квантовой механики, открывающие принципиально новые возможности для таких областей как информатика, телекоммуникация, метрология и вычислительная техника. Помимо огромной значимости для народного хозяйства, включая такие жизненно важные области как космическая, оборонная индустрия и национальная безопасность, квантовая наноэлектроника открывает новые горизонты для фундаментальных исследований в широком спектре дисциплин, которые до недавнего времени считались имеющими мало общего: лингвистика и квантовая криптография, нейрохирургия и квантовая информатика.

Условно деятельность группы «Квантовая наноэлектроника» можно разделить на несколько тесно взаимосвязанных направлений:

  • Разработка научно-технологических основ получения и изготовления новых наноструктурированных материалов и квантовых наноэлектронных систем.
  • Микроскопический и структурный анализ наноматериалов и наноструктур.
  • Исследование физических свойств квантовых наноэлектронных систем при низких и сверхнизких температурах.
  • Разработка теоретических моделей, описывающих транспортные характеристики низкоразмерных квантовых наноэлектронных систем пониженной размерности. 
  • Разработка рекомендаций по созданию конкурентоспособной продукции, услуг и использованию результатов проведенных исследований.

Реализуемые проекты:

  • К. Ю. Арутюнов и А. С. Васенко, научно-учебная группа НИУ ВШЭ "Физика низкоразмерных квантовых систем"
  • К. Ю. Арутюнов, Е. А. Попова, Н. Г. Пугач и А. С. Васенко, проект ЦФИ "Квантовые кооперативные явления при низких и сверхнизких температурах"
  • К. Ю. Арутюнов, проект РНФ 16-12-10521 "Квантовые флуктуации в сверхпроводящих наноструктурах"
  • Все члены лаборатории, международный проект МОН РФ RFMEFI61717X0001 "Экспериментальное и теоретическое исследование физических свойств квантовых наноэлектронных систем пониженной размерности"
  • А. С. Васенко, индивидуальный исследовательский проект 16-01-0051 “Свойства гибридных наноструктур топологический изолятор / сверхпроводник”.

 

Наши партнеры:

  • Институт физических проблем им. П. Л. Капицы РАН
  • Физический институт имени П.Н.Лебедева РАН (ФИАН)
  • Институт физики твердого тела РАН (ИФТТ)
  • Физический факультет МГУ
  • Московский физико-технический институт (государственный университет) (МФТИ)
  • Московский государственный педагогический университет (МПГУ)
  • Karlsruhe Institute of Technology (Germany)
  • Институт передовой промышленной науки и технологии (Япония)  
  • FOUNDATION FOR RESEARCH AND TECHNOLOGY HELLAS (Греция)
  • NATIONAL CENTER FOR SCIENTIFIC RESEARCH “DEMOKRITOS” – INSTITUTE OF NANOSCIENCE AND NANOTECHNOLOGY (Греция)
  • National Technical University of Athens (Греция)
  • ARISTOTLE UNIVERSITY OF THESSALONIKI (Греция)
  • MIKES,  VTT Technical Research Centre of Finland ( Финляндия)
  • Chalmers University of Technology (Швеция)

 

Наиболее значимые публикации коллектива:

  • Egor A. Sedov, Kari-Pekka Riikonen and Konstantin Yu. Arutyunov// Quantum size phenomena in single-crystalline bismuth nanostructures// Nature: Quantum Materials 2, article number 18 (2017) doi:10.1038/s41535-017-0017-8
  • V. Astafiev, L. B. Ioffe, S. Kafanov, Yu. A. Pashkin, K. Yu. Arutyunov, D. Shahar, O. Cohen, & J. S. Tsai // Coherent quantum phase slip // Nature 484(7394), 355 -- 358 (2012). DOI: 10.1038/nature10930. Количество цитирований  89 (Scopus), 79 (WoS).
  • K. Yu. Arutyunov, T. T. Hongisto, J. S. Lehtinen, L. I. Leino, and A. L. Vasiliev// Quantum phase slip phenomenon in ultra-narrow superconducting nanorings // Nature: Sci.Rep. 2, 293 (2012). DOI: 10.1038/srep00293 Количество цитирований 13 (Scopus), 14 (WoS).
  • M. Zgirski, K.-P. Riikonen, V. Touboltsev, and K. Arutyunov //Size Dependent Breakdown of Superconductivity in Ultranarrow Nanowires // Nano Letters 5, 1029 -- 1033 (2005), DOI10.1021/nl050321e . Количество цитирований 118 (Scopus), 111 (WoS).
  • M. G. Flokstra, N. Satchell, J. Kim, G. Burnell, P. J. Curran, S. J. Bending, J. F. K. Cooper, C. J. Kinane, S. Langridge, A. Isidori, N. Pugach, M. Eschrig, H. Luetkens, A. Suter, T. Prokscha, and S. L. Lee //  Remotely induced magnetism in a normal metal using a superconducting spin-valve // Nature Physics 12, 57 (2016). DOI:10.1038/nphys3486. Количество цитирований  5 (WoS)
  • K. Yu. Arutyunov, D. S. Golubev, and  A.D. Zaikin //Superconductivity in one dimension (invited review article)//Physics Reports 464, 1-70 (2008);  doi:10.1016/j.physrep.2008.04.009; Количество цитирований 98 (Scopus), 136 (WoS).
  •  A.S. Vasenko, A.A. Golubov, M.Yu. Kupriyanov, and M. Weides // Properties of tunnel Josephson junctions with a ferromagnetic interlayer // Phys.Rev. B 77, 134507 (2008). Количество цитирований 32 (Scopus)

K.Yu. Arutyunov, H.-P. Auraneva, and A.S. Vasenko // Spatially resolved measurement of nonequilibrium quasiparticle relaxation in superconducting Al // Phys.Rev. B 83, 104509 (2011). Количество цитирований 26 (Scopus).


 

Контактная информация:

Арутюнов Константин Юрьевич

Департамент электронной инженерии: Профессор

123458, г. Москва, ул. Таллинская, 34, к. 423
Телефон:  (495) 772-9590 *15240, 
E-mail:  karutyunov@hse.ru 

 


 

Нашли опечатку?
Выделите её, нажмите Ctrl+Enter и отправьте нам уведомление. Спасибо за участие!
Сервис предназначен только для отправки сообщений об орфографических и пунктуационных ошибках.