КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

---

Номер проекта 21-42-04410

НазваниеТопологическое взаимовлияние магнетизма и сверхпроводимости

Руководитель Фоминов Яков Викторович, Доктор физико-математических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теоретической физики им. Л.Д. Ландау Российской академии наук , Московская обл

Конкурс №43 - Конкурс 2020 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований международными научными коллективами» (DFG)

Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-204 - Нано- и микроструктуры

Ключевые слова топология, магнитные текстуры, скирмионы, сверхпроводимость, майорановские моды, гетероструктуры сверхпроводник-ферромагнетик, эффект Джозефсона, магнитная динамика

Код ГРНТИ29.19.22

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
Топология играет важную роль в современной физике, включая как магнитные, так и сверхпроводящие структуры. Магнитные системы приводят к возникновению новых топологических объектов, таких как скирмион. Физические свойства и управление скирмионами привлекают большое внимание, в том числе в связи с их потенциальным применением для хранения информации. В сверхпроводящих материалах вихри являются основными топологическими объектами, которые во многом определяют электромагнитный отклик системы. Совсем недавно было обнаружено совершенно иное проявление топологии в сверхпроводниках. В частности, топологические сверхпроводники, у которых есть топологически защищенные безмассовые поверхностные возбуждения, были теоретически предсказаны и экспериментально реализованы в гетероструктурах. Эти поверхностные моды имеют характер майорановских фермионов. Они характеризуются неабелевой статистикой и могут быть использованы для топологических квантовых вычислений. Главная идея проекта состоит в том, что нетривиальное топологическое состояние в одной из частей гетероструктуры (например, скирмион в ферромагнитной пленке) индуцирует новые свойства, в том числе и с нетривиальной топологией, в другой части системы (сверхпроводнике). Цели проекта включают в себя изучение (i) топологических текстур в структурах из спиральных магнетиков и сверхпроводников, (ii) взаимодействия магнитных скирмионов и сверхпроводящих вихрей, (iii) структур сверхпроводник-ферромагнетик на поверхности топологического изолятора, (iv) эффекта Джозефсона, индуцированного взаимодействием между сверхтоком и топологическими магнитными текстурами в контактах сверхпроводник-ферромагнетик-сверхпроводник. Программа исследований состоит из четырех взаимосвязанных направлений, соответствующим этим целям. Главной темой в каждом из направлений, как и во всей заявке в целом, является взаимовлияние магнетизма и сверхпроводимости, которое приводит к новым топологически нетривиальным свойствам, например, существованию пар скирмион-вихрь или локализованным майорановским состояниям. Важнейшей задачей проекта, требующей коллективных усилий участвующих в нем партнеров, является поиск новых проявлений нетривиальной топологии в структурах сверхпроводник/ферромагнетик и изучение возможности их реализации в эксперименте. Ожидается, что совместные исследования, базирующиеся на взаимодополняющих опыте и знаниях участников проекта (в таких областях, как топологическая спинтроника, сверхпроводящие наноструктуры и квантовая когерентность), приведут к прогрессу в фундаментальных знаниях в соответствующих областях физики, а также к развитию прикладных направлений, которые варьируются от дизайна наноустройств до квантовых компьютеров. Дополнительным важным аспектом взаимовыгодного сотрудничества в рамках проекта станет научная практика молодых участников российского (немецкого) коллектива в Германии (России).

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---