Исследование процессов в наноструктурах и устройствах на их основеНИР

Study of the processes in nanostructures and devices based on them

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2012 г.-31 декабря 2013 г. Исследование процессов в наноструктурах и устройствах на их основе
Результаты этапа: Разработан метод расчета пространственного распределения тока в ВТСП джозефсоновских переходах. Установлено, что кристаллографическая анизотропия ВТСП электродов приводит к значительному перераспределению электрических токов в непосредственной близости от границы перехода и сопровождается генерацией вихревых токов. Теоретически и экспериментально исследовано дифференциальное сопротивление субмикронного мостика переменной толщины Al-(Cu/Fe)-Al. Обнаружен двойной пик в дифференциальном сопротивлении структур при напряжении смещения соответствующем наведенной щели в спектре элементарных возбуждений. Доказано, что этот эффект обусловлен спиновой поляризацией электронов в нормальном металле. Экспериментально и теоретически исследованы свойства планарных джозефсоновских переходов Nb/α-Si/Nb с различной степенью легирования прослойки из аморфного кремния. В качестве легирующей примеси был использован вольфрам. Показано, что при изменении степени легирования α-Si прослойки свойства джозефсоновских переходов полностью меняются. Изменяется механизм транспорта тока и изменяется форма вольтамперной характеристики таких переходов. В случае полностью вырожденной α-Si прослойки были получены джозефсоновские переходы с непосредственной проводимостью SNS типа. Свойства таких переходов описываются классической резистивной моделью. В случае меньшей степени легирования α-Si прослойки были получены джозефсоновские переходы, в которых наблюдался резонансный механизм транспорта тока через примесные центры. Продемонстрировано изменение высокочастотных свойств таких переходов. Проведенные исследования показали, что эти переходы наиболее близки к джозефсоновским переходам SINIS типа. Развита теория когерентного электронного транспорта в структурах с многозонными сверхпроводниками, описываемыми моделями внутриорбитального и межорбитального сверхпроводящего спаривания. Для этих моделей спаривания рассчитаны проводимости контактов однозонного нормального металла со сверхпроводящими пниктидами, а также температурные зависимости тока Джозефсона в структурах изотропный сверхпроводник БКШ - типа и сверхпроводящий пниктид. Основываясь на уравнениях сильной связи, получены граничные условия для контакта нормального (N) металла с многозонными сверхпроводниками с необычными видами спаривания (S). Условия получены вне приближения эффективной массы и позволяют учесть как сложный непараболический и анизотропный спектр нормальных возбуждений в сверхпроводнике и их многозонный характер, так и необычные виды симметрий сверхпроводящего параметра порядка. Эти условия применены для расчета проводимостей NS контактов различных пространственных ориентаций. Экспериментально исследованы спроектированные ячейки би-СКВИДов с субмикронными джозефсоновскими переходами малой емкости, работающие в неэкранированном окружении. Размах отклика напряжения составил 60 мкВ. Разработана новая градиометрическая топология би-СКВИДа. В сканирующем туннельном микроскопе измерены электронные характеристики одиночных нанокристаллов CdTe и CdTe/CdSe, имеющих форму тетраподов. Показано, что различным путям протекания тока в нанокристаллах отвечают различные формы вольт-амперных характеристик. Предложен механизм протекания тока через различные участки тетрапода, учитывающий его деформацию электростатическим полем. (работы проводились на измерительно-диагностической системе производства «АИСТ-НТ», закупленной в рамках Программы развития МГУ для физического факультета в 2011 г.) Разработаны одно-, двух- и трехмерные модели полупроводникового биосенсора на основе нанопровода. На их основе определены чувствительность и отклик сенсора как функции параметров нанопровода и окружающей среды, а также предельная чувствительность экспериментальных образцов, - одноэлектронных транзисторов из высоколегированного мышьяком кремния на изоляторе. Структуры изготавливались методами электронной литографии и реактивно-ионного травления, включавшие серии последовательных процессов анизотропного и изотропного травления во фторсодержащей плазме с промежуточным контролем электрических параметров. Измерены вольт-амперные и модуляционные характеристики структур при температуре 4.2 К. Оценена возможность их использования в качестве сверхчувствительного сенсора для широкого круга задач. (Результаты получены с использованием автоэмиссионного растрового электронного микроскопа SUPRA 40, НОЦ МГУ, лаборатория Криоэлектроники; с системой быстрой смены образцов для сканирующего электронного микроскопа, закупленной в рамках Программы развития МГУ в 2011 г.)
2 1 января 2014 г.-31 декабря 2014 г. Исследование процессов в наноструктурах и устройствах на их основе
Результаты этапа: Исследованы процессы в джозефсоновских структурах SIsFsFS типа, определены условия, их переключения из 0 в π состояние, зависимости их критического тока от температуры, толщины отдельных слоев, рассчитаны их ток-фазовые соотношения, сделан вывод о возможности их применения в качестве управляющих элементов сверхпроводниковой памяти. Исследовано влияние буферных N слоев на параметры джозефсоновских структур SINFS. Показано, что их наличие приводит к смещению положения перехода из 0 в пи состояние даже в пределе малой толщины N слоя. Рассчитан кондактанс F-SFF-F многослойных структур. Доказан немонотонный характер изменения кондактанса как функции угла разориетации направлений векторов намагниченности ферромагнитных слоев. Исследованы процессы диффузного рассеяния на границах гетероструктур содержащих сверхпроводники, с неизотропным потенциалом спаривания (d-, р-, и рх+iрy симметрии). Установлено, что в случае d-симметрии с ростом интенсивности диффузного рассеяния происходит подавление особенности при нулевой энергии в плотности состояний, в то время как в р-, и рх+iрy случаях эта особенность сохраняется. Предложено использовать данный факт для экспериментальной диагностики типов симметрии. В рамках квазиклассической теории, дополненной полученными в рамках приближения сильной связи граничными условиями, рассчитаны вольт-амперные характеристики (ВАХ) контактов топологического сверхпроводящего изолятора с нормальным металлом с учетом его орбитальных степеней свободы и межзонного рассеяния на границе, а также ВАХ «надломанных» контактов вида пниктид-пниктид для зарядового транспорта в с-направлении. Установлено, что исследование «надломанных» контактов вида пниктид-пниктид в с-направлении несет полезную информацию о величинах модулей параметра порядка в них и их анизотропии, но не дает информацию о виде симметрии параметра порядка в них. Проведенное теоретическое исследование зарядового транспорта контактов топологического сверхпроводящего изолятора с нормальным металом с использованием новых граничных условий показало, что при существенном уровне допирования и значитильной величиной щели в спектре исходного топологического изолятора процессами межзонного рассеяния на границе можно пренебречь.
3 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. Исследование процессов в наноструктурах и устройствах на их основе
Результаты этапа: Теоретически доказано, что наличие тонких нормальных (N) слоев в джозефсоновских структурах содержащих ферромагнитные (F) материалы может быть использовано для создания управляющих элементов для сверхпроводниковой памяти. Показано, что наведение сверхпроводимости в многослойные -, FNFN...FN- и NFNF...NF структуры осуществляется посредством генерации двух параллельно существующих каналов, один из которых характеризуется плавным спаданием сверхпроводимости, в то время как во втором имеют место затухающие осцилляции, что открывает новые возможности для развития технологии изготовления управляемых джозефсоновских структур. На основании предложенного нами нового микроскопического теоретического подхода впервые рассчитаны ток-фазовые и температурные зависимости тока Джозефсона контакта обычного сверхпроводника s-типа и высокотемпературного железосодержащего сверхпроводника – пниктида, в предположении о возможности реализации в нем различных симметрий параметра порядка и для различных направлений протекания тока относительно кристаллографических осей пниктида. Показан определяющий вклад второй гармоники тока Джозефсона при транспорте в a-b плоскости пниктида и реализации в нем знакопеременной по его зонам s+- симметрии параметра порядка. Проведено сравнение с экспериментом, в котором осуществлялась инжекция тока как в a-b плоскости, так и в c – направлении и показано, что экспериментальные результаты можно объяснить только предположив реализацию в пниктидах s+- симметрии параметра порядка. Наши результаты являются первым прямым доказательством существования в природе такого рода симметрии сверхпроводящего параметра порядка – нового состояния материи. Проанализирован релятивистский процесс рассеяния флаксонов на коротких токовых неоднородностях. Теоретически показано, что на основе рассеяния баллистических флаксонов может быть построен детектор слабых магнитных полей с отношением сигнала к шуму более 100. Продемонстрирована принципиальная возможность выполнения простейших логических операций над потоковыми кубитами на пикосекундных временах при помощи одиночных импульсов в передающих линиях быстрой одноквантовой логики. Показано, что в зависимости от способа окисления NiNb пленки (при комнатной температуре или при высокой температуре) в ней образуются разные структуры оксида, имеющие разный (электронный или дырочный) тип проводимости. Открытие может быть полезным при изготовлении функциональных структур из NiNb. Методом сканирующей зондовой микроскопии измерена скорость роста оксида и электрическое сопротивление объемного металлического стекла (ОМС) CuZrAl. Полученные результаты позволят создавать наноструктуры из ОМС с контроллируемыми размерами и электрическими характеристиками. Изготовлен и исследован полевой транзистор с каналом-нанопроводом с целью определения отдельных взаимодействий в биологических системах. Проведено исследование различных способов модификации поверхности кремния наночастицами золота для последующей ориентированной иммобилизации фрагментов антител с целью создания биоспецифического сенсорного слоя нанопровода. На поверхности канала-нанопровода полевого транзистора проведено обнаружение простат специфического антигена (ПСА), являющегося молекулярным маркером рака предстательной железы. Измерения проводились при pH окружающей среды равным 7.8. Время отклика составило величину ~15 секунд, а предельно-обнаруживаемая концентрация ПСА - 16 фг. Показана возможность применения полевого транзистора с каналом нанопроводом для определения ПСА в реальных образцах сыворотки крови.
4 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. Исследование процессов в наноструктурах и устройствах на их основе
Результаты этапа: Запланированный на 2016 год объем работ по теме 8.2. «Исследование процессов в наноструктурах и устройствах на их основе» выполнен полностью. В ходе проведенных исследований был предсказан ряд новых эффектов: образование сверхпроводящих доменов в s пленке SIsFS джозефсоновских структур, возникновение удаленной наведенной намагниченности в слое немагнитного металла на поверхности сверхпроводника, находящегося в контакте со спиновым вентилем, трансформация направления циркуляции экранирующего тока абрикосовского вихря на противоположный в тонком F слое SF сэндвича. Разработано аналитическое описание отклика напряжения и тока НТСП ПТ СКВИДа на магнитный сигнал для практических значений его индуктивности, с учетом разброса параметров джозефсоновских контактов и асимметрии индуктивных плеч. Исследовано влияние технологического разброса параметров (критического тока и шунтирующего сопротивления джозефсоновских контактов, индуктивных плеч СКВИДа) на отклик СКВИДа. Показано, что полученные аналитические выражения мог быть использованы для расчета экспериментальных структур созданных на базе СКВИДов, таких как биСКВИД или СКИФ. Предложена реализация искусственного нейрона на основе адиабатического квантового потокового параметрона для построения адиабатических нейронных сетей. Схема нейрона и ее параметры оптимизированы для получения двух вариантов форм активационной функции в виде сигмойды и гауссойды, отвечающих требованиям построения персептрона и нейросети на базе радиально-базисных функций. Развита теория влияния тонкого деградированного слоя на поверхности сверхпроводника на вольт-амперные характеристики сверхпроводящих переходов. Создана теория распаривания диффузного сверхпроводника s-типа микроволновым сигналом. Теоретически исследована наведенная сверхпроводимость и когерентный транспорт зарядов в гетероструктурах, включающие в себя металл со спин-орбитальным взаимодействием и сверхпроводник s-типа. Отработаны различные методы изготовления образцов кантилеверов для сканирующего зондового микроскопа с интегрированными на его оконечности полевыми/зарядовыми сенсорами на основе кремниевых полевых транзисторов с каналом-нанопроводом, разработана методика измерений для регистрации зарядовых состояний средствами зондовой микроскопии, проведено измерение семейства транспортных и шумовых характеристик изготовленных нанотранзисторов различных типов с определением оптимальных рабочих областей параметров транзисторов с максимальной чувствительностью. Результаты исследований докладывались на ведущих международных конференциях опубликованы в журналах индексируемых WoS, (в том числе 12 публикаций в высокорейтинговых изданиях), получено 2 патента РФ, подано 2 заявки на патент РФ.
5 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. Исследование процессов в наноструктурах и устройствах на их основе
Результаты этапа: Запланированный на 2017 год объем работ по теме 8.2. «Исследование процессов в наноструктурах и устройствах на их основе» выполнен полностью. В ходе проведенных исследований был предсказан ряд новых эффектов: дано физическое объяснение новому типу обменного взаимодействия между ферромагнитными диэлектрическими пленками (ФДП), разделенными тонким (в масштабе длины когерентности) слоем сверхпроводника, доказано, что трансформация направления циркуляции экранирующего тока абрикосовского вихря на противоположный в SF сэндвиче имеет место при произвольных толщинах F слоя. Проведен расчет спин-вентильного эффекта в сверхпроводниковых гибридных структурах на основе магнитных материалов с неколлинеарным магнитным упорядочением и предложен новый тип управляющего элемента магнитной памяти для низкотемпературной спинтроники, состоящих из тонкого сверхпроводящего слоя, на поверхности объёмного спирального антиферромагнетика. Построена микроскопическая модель электронного транспорта через джозефсоновский переход, представляющий из себя металлический нанопровод с массивными сверхпроводящими электродами. Проведены численные расчеты ток-температурных и ток-магнитных зависимостей. Установлено, что использование единого набора материальных параметров, позволяет с высокой точностью описать токовые характеристики серии образцов, отличающиеся толщинами нанонитей. Исследована форма ток-фазового соотношения джозефсоновского контакта с прослойкой, содержащей слои изолятора, сверхпроводника и ферромагнетика в области перехода значения джозефсоновской фазы основного состояния из 0 в пи. Показана принципиальная возможность создания на базе такого контакта элемента криогенной памяти с произвольной выборкой. Выполнен теоретический анализ чувствительности безразделительной схемы иммуноанализа с использованием функционализированных магнитных наночастиц (МНЧ) и чувствительного ВТСП СКВИД-магнитометра градиометрической топологии. Показано, что при временных затратах в 100 с на точку в частотном спектре чувствительность может достигать 50 нг/мл. В рамках квазиклассической теории сверхпроводимости сформулирован общий подход для описания пространственного распределения спонтанного поверхностного тока в хиральном (рх+ipy)-волновом сверхпроводнике свободная поверхность которого может иметь произвольную шероховатость и приповерхностный слой, имеющий нормальный металлический тип проводимости. Дан детальный анализ механизмов, приводящих к образованию спонтанных токов на поверхности хирального р-волнового сверхпроводника в терминах функций Рикатти. Были вычислены разрешенные по углам распределения спонтанных поверхностных токов и сформулированы условия их наблюдаемости. Сделано утверждение о том, что локальные измерения этих токов методами мюонного рассеяния могут предоставить информацию о симметрии сверхпроводящих корреляций в объемном сверхпроводнике. Разработан уникальный воспроизводимый метод для изготовления полевого транзистора с каналом нанопроводом на расстоянии менее 50 нм от острия зонда кантилевера для сканирующего зондового микроскопа, а также оригинальный алгоритм сканирования, позволяющий одновременно исследовать топографию объекта с разрешением лучше чем 10 нм в плоскости и 0.5 нм по высоте и определять распределение потенциала электрического поля с пространственным разрешением, лучше чем 20 нм и 10 мВ по напряжению. Результаты исследований докладывались на ведущих российских и международных конференциях и опубликованы в журналах, (17 публикаций, в том числе 10 публикаций в высокорейтинговых изданиях индексируемых WoS), получено 3 патента РФ, подана 1 заявка на полезное изобретение.
6 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. Исследование процессов в наноструктурах и устройствах на их основе
Результаты этапа: Запланированный на 2018 год объем работ по теме 8.1. «Исследование процессов в наноструктурах и устройствах на их основе» выполнен полностью. В ходе проведенных исследований был предсказан ряд новых эффектов: - развита теория спин-вентильного эффекта в сверхпроводниковых гибридных структурах на основе магнитных материалов с неколлинеарным магнитным упорядочением. Предложен новый тип управляющих элементов для сверхпроводниковой магнитной памяти, включающий в себя тонкий спиральный антиферромагнетик (MnSi) с нанесенным на него тонким сверхпроводящим слоем (Nb). Установлено, что в таких структурах может наблюдаться эффект возвратной сверхпроводимости и что сдвиг критической температуры при изменении направления вектора намагниченности спирали может достигать 0,5К; - рассчитан критический ток джозефсоновских SFS контактов с спиральным феррмагнетиком (F) в области слабой связи. Показано, что выход волнового вектора спиральной намагниченности Q из плоскости параллельной F слою приводит к изменению его критического тока, которое обусловлено генерацией в антиферромагнетике триплетного сверхпроводящего состояния со спином равном единице. Сделан вывод о перспективности применения контактов со спиральными антиферромагнетиками в качестве управляющих элементов сверхпроводниковой памяти; - сформулирована физическая модель позволяющая проанализировать процессы в SIsFS джозефсоновских структурах с учетом неравновесности сверхпроводящего состояния s слоя; - дано теоретическое объяснение экспериментально обнаруженной в джозефсоновских контактах сверхпроводник-ферромагнетик-сверхпроводник, большой величины второй гармоники его ток-фазового соотношения в области 0-пи перехода; - проведены расчеты зависимости критической температуры Тс структур Nb-Gd-Nb от толщины гадолиния df. Наилучшее согласие с экспериментом достигнуто в предположении о хорошей электронной прозрачности SF-интерфейсов и длине сверхпроводящей корреляции ксиF в Gd равной 4 нм, что в несколько раз превышает ксиF таких сильных ферромагнетиков, как Fe, Co и Ni. Сделан вывод о перспективности применения Gd ву устройствах сверхпроводниковой спинтроники; - разработан самосогласованный подход для расчета локального импеданса на шероховатой поверхности хирального p-волнового сверхпроводника. Доказано существование подщелевой Андреевской зоны на поверхности сверхпроводника. Дано микроскопическое объяснение феноменологической двухжидкостной модели, предложенной ранее для объяснения аномальных особенностей микроволнового отклика в p-волновых сверхпроводниках; - развита теория, описывающая влияние тонкого деградированного слоя на поверхности сверхпроводника на вольт-амперные характеристики сверхпроводящих переходов. - создана теория распаривания диффузного сверхпроводника s-типа микроволновым сигналом. Теоретически исследована наведенная сверхпроводимость и когерентный транспорт зарядов в гетероструктурах, включающие в себя металл со спин-орбитальным взаимодействием и сверхпроводник s-типа. - разработано аналитическое описание отклика напряжения и тока НТСП ПТ СКВИДа на магнитный сигнал для практических значений его индуктивности, с учетом разброса параметров джозефсоновских контактов и асимметрии индуктивных плеч. Показано, что полученные аналитические выражения мог быть использованы для расчета структур созданных на базе СКВИДов, таких как биСКВИД или СКИФ; - предложена реализация искусственного нейрона на основе адиабатического квантового потокового параметрона для построения адиабатических нейронных сетей. Схема нейрона и ее параметры оптимизированы для получения двух вариантов форм активационной функции в виде сигмойды и гауссойды, отвечающих требованиям построения персептрона и нейросети на базе радиально-базисных функций; Отработаны различные методы изготовления образцов кантилеверов для сканирующего зондового микроскопа с интегрированными на его оконечности полевыми/зарядовыми сенсорами на основе кремниевых полевых транзисторов с каналом-нанопроводом, проведено измерение семейства транспортных и шумовых характеристик изготовленных нанотранзисторов различных типов с определением оптимальных рабочих областей параметров транзисторов с максимальной чувствительностью. Результаты исследований докладывались на ведущих международных конференциях. По ним опубликовано 19 статей, в том в числе 14 в журналах индексируемых WoS (5 публикаций в высокорейтинговых изданиях).
7 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. Исследование процессов в наноструктурах и устройствах на их основе
Результаты этапа: Запланированный на 2019 год объем работ по теме 8.1. «Исследование процессов в наноструктурах и устройствах на их основе» выполнен полностью. В ходе проведенных исследований был предсказан ряд новых эффектов: - исследовано влияние сверхпроводимости на магнитотранспортные свойства ферромагнитной нанопроволоки Ni, связанной с Nb-электродами. Показано, что Nb / Ni интерфейс играет существенную роль в транспорте электронов вдоль нанопровода. Предложена теоретическая модель, учитывающая вхождение абрикосовских вихрей в Nb электроды и неравновесные процессы, обусловленные перетеканием тока из Ni в Nb, предсказания которой хорошо согласуются с экспериментальными данными; - вычислена локальная комплексная проводимость и обусловленный ею поверхностный импеданс на диффузной границе киральноrо р-волнового сверхпроводника. Рассмотрен отклик на внешнее электромагнитное поле как на подщелевых, так и на надщелевых частотах. Изучены аномальные особенности поверхностного импеданса, связанные с генерацией вблизи границы нечётных по частоте сверхпроводящих корреляций (состояние типа сверхпроводимости Березинского); - рассчитаны зависимости температуры сверхпроводящего перехода Tc спинового вентиля S1/F1/S2/F2ров структуры, доказана возможность немонотонного поведения Tc, установлено, что в S1/F1/S2/F2 и S1/F1/N/F2 структурах возможно незначительное увеличение эффективности триплетного режима подавления сверхпроводимости по сравнении с S1/F1/F2 структурой; - установлено, что спин-вентильный эффект в джозефсоновской структуре с искусственным ферромагнетиком, состоящим из множества тонких чередующихся ферромагнитных и сверхпроводниковых слоев, значительно превышающий по амплитуде спин-вентильный эффект в традиционных структурах типа SF1F2S. - усовершенствован численный метод моделирования для операторов эволюции (пропагаторов) связанных кубитов, основанный на использовании представления Магнуса, показано, что расчеты пропагатора в текущий момент времени могут быть сведены к инверсии матрицы Вандермонда, которая происходит при построении интерполяционных полиномов. Это позволяет ускорить расчеты эволюции состояния мультикубитных систем в ряде практически важных задач; - теоретически исследовано влияние релаксации в сверхпроводящем резервуаре на когерентные возбужденные состояния сверхпроводника, появляющиеся при его облучении микроволновым сигналом, и могущие быть разрушенными из-за туннельной релаксации в резервуар из нормального металла, рассчитаны спектральные функции сверхпроводящей полоски и функция распределения ее квазичастиц, продемонстрировано существенное ослабление влияния релаксации на когерентные возбужденные состояния сверхпроводящей полоски в случае стремления значения модуля параметра порядка сверхпроводящего резервуара к значению модуля параметра порядка сверхпроводящей полоски; - дан обзор последних достижений в теории электромагнитного отклика грязных сверхпроводников, подверженных воздействию микроволнового излучения в части стимулирования микроволновым излучением сверхпроводимости в окрестности температуры перехода. Проведено обобщение теории Элиашберга на произвольные температуры T, микроволновые частоты, постоянный ток сверхтока и скорости неупругой релаксации в предположении, что мощность микроволнового сигнала можно учитывать по теории возмущений; - в рамках микроскопической теории сверхпроводимости проанализирована работа параметрических усилителей и детекторов на кинетической индуктивности, с акцентом на взаимодействие микроволнового излучения со сверхпроводящим конденсатом. Определены границы применимости обычно используемых феноменологических теорий, созданы основы для дальнейшей оптимизации производительности сверхпроводниковых устройств, работающих в микроволновом диапазоне частот; - разработана лабораторная технология изготовления из кремния на изоляторе полевых транзисторов с каналом-нанопроводом с использованием негативного электронного резиста, изготовлено несколько полевых транзисторов, разработанные структуры применены для обнаружения сверхнизких концентраций тиреоглобулина (ТГ), Предел обнаружения был оценен в ~6 пг/мл, что значительно превосходит чувствительность применяемых в настоящее время стандартных методов анализа. Результаты исследований докладывались на ведущих международных конференциях. По ним опубликовано 11 статей в журналах индексируемых WoS (2 публикации в высокорейтинговых изданиях).
8 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. Исследование процессов в наноструктурах и устройствах на их основе
Результаты этапа: Запланированный на 2020 год объем работ по теме 8.1. «Исследование процессов в наноструктурах и устройствах на их основе» выполнен полностью. В ходе проведенных исследований был предсказан ряд новых эффектов: – разработаны теоретические модели для описания зарядового транспорта в структурах из обычных и необычных сверхпроводников, топологических материалов». Теоретически исследованы процессы зарядового транспорта в джозефсоновских контактах типа мостики переменной толщины в области слабой связи которых имеются как области с диффузным характером проводимости, так и участки с баллистическим характером транспорта; – установлено, что в структурах типа мостик переменной толщины с топологическим изолятором в области слабой связи транспорт тока осуществляется через баллистические каналы, которые оказываются подключенными к сверхпроводящим электродам через расположенные под ними в материале топологического изолятора коннекторы, имеющие диффузный характер проводимости; – Разработана концепция и определены принципы работы основных нелинейных элементов для гибридной опто-сверхпроводящей сверточной нейронной сети. Выделены составные части нейрона, требующие дополнительной оптимизации (оптические волноводы на чипе и волноводные мультиплексоры; планарные СКВИДы, не использующие технологию сверхпроводник-изолятор-сверхпроводник для реализации слабых связей; сверхпроводниковые “транзисторы” типа nTron). - Исследован обратный эффект близости в структуре, состоящей из тонкого слоя сверхпроводника и ферромагнитного изолятора. Рассчитаны зависимости наведенной намагниченности и параметра порядка в сверхпроводящем слое такой двухслойной структуры. Показано, что рост угла спинового смешивания приводит к росту намагниченности на границе и ее затуханию в сверхпроводнике. Установлено, что сверхпроводящий параметр порядка подавляется на границе сверхпроводник/ферромагнетик тем сильнее, чем больше угол спинового смешивания. –разработан оригинальный технологический метод изготовления сенсорной системы на основе полевых транзисторов с каналом-нанопроводом для количественного определения концентрации тиреотропного гормона в модельной сыворотке крови. Данный метод является полностью КМОП (комплементарный металл-оксид-полупроводник) совместимым и основан на стандартных процессах, используемых в современной микроэлектронике, таких как фото- и электронная литография, реактивно-ионное травление, напыление тонких пленок. Результаты исследований докладывались на ведущих российских и международных конференциях и опубликованы в журналах индексируемых в WoS и SCOPUS.
9 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. Исследование процессов в наноструктурах и устройствах на их основе
Результаты этапа:
10 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. Исследование процессов в наноструктурах и устройствах на их основе
Результаты этапа:
11 1 января 2023 г.-31 декабря 2023 г. Исследование процессов в наноструктурах и устройствах на их основе
Результаты этапа:
12 1 января 2024 г.-31 декабря 2024 г. Исследование процессов в наноструктурах и устройствах на их основе
Результаты этапа:

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".