Сверхпроводящие функциональные материалы для передовых квантовых технологий

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 23-72-30004

НазваниеСверхпроводящие функциональные материалы для передовых квантовых технологий

Руководитель Голубов Александр Авраамович, Доктор физико-математических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)" , г Москва

Конкурс №81 - Конкурс 2023 года по мероприятию «Проведение исследований научными лабораториями мирового уровня в рамках реализации приоритетов научно-технологического развития Российской Федерации» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-209 - Низкие температуры и сверхпроводимость

Ключевые слова Функциональные материалы, магнитный топологический изолятор, магнитные сверхпроводники, сверхпроводниковая электроника, сверхпроводниковые кубиты, криогенный циркулятор, сверхпроводящий генератор сигналов, термометр,

Код ГРНТИ29.19.22

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
В настоящее время одним из наиболее перспективных и востребованных направлений развития электроники является поиск новых функциональных материалов с уникальными квантовыми свойствами, поскольку именно ставка на фундаментальные квантовые свойства материалов может обеспечить предельно достижимые, рекордные характеристики создаваемых приборов и устройств. Целью проекта является формирование физических основ для создания класса принципиально новых элементов и приборов пост-кремниевой электроники. Фундаментальный фокус проекта сосредоточен на исследовании возможностей применения в данной области функциональных квантовых материалов с топологически защищенными электронными подсистемами, сочетающих объемные магнитные свойства, и материалов, в которых реализовано сосуществование сверхпроводимости и магнетизма на атомарных масштабах. Прикладная часть проекта направлена на разработку, исследование и внедрение цифровых, аналоговых и квантовых наноустройств, реализованных на основе новых материалов и явлений. Планируется, что устройства будут работать как на постоянном токе, так и на частотах СВЧ диапазона. Предполагаемые к разработке принципиально новые устройства будут функционировать на основе принципов управления зонной структурой, электронной и фазовой когерентностью, квантовой суперпозицией, а также взаимодействием сверхпроводящего и магнитного параметров порядка соответствующих подсистем. Будут разработаны и предложены конкретные материалы и криогенные приборы для использования в цифровых и квантовых технологиях, заинтересованность в которых была высказаны промышленными партнерами проекта. Реализация проекта требует использования междисциплинарного подхода, основанного на современных экспериментальных методах исследования и диагностики функциональных микро- и наноструктур при криогенных температурах с беспрецедентным подавлением шумов, зондовой микроскопии и спектроскопии, химических методах синтеза монокристаллических материалов, передовых тонкопленочных технологиях. Для решения задач проекта будет реализовано соответствующее теоретическое сопровождение при участии ведущих ученых в данной области. Таким образом, проект разделен на четыре взаимосвязанных части, посвященных исследованиям магнитных топологических изоляторов, гибридных систем сверхпроводник-ферромагнетик, разработке управляющих элементов сверхпроводниковых квантовых схем и конкретных устройств на их основе, а также разработке элементов криогенной термометрии в милликельвиновом диапазоне. Планируемые к разработке устройства на сегодня в России не производятся, поэтому решение поставленных в проекте задач будет также способствовать прогрессу в области импортозамещения.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Бабич Я., Кудряшов А., Баранов Д., Столяров В. С. Limitations of the Current–Phase Relation Measurements by an Asymmetric dc-SQUID Nano Letters, Nano Lett. 2023, 23, 14, 6713–6719 (год публикации - 2023)
10.1021/acs.nanolett.3c01970

2. Ружицкий В., Бакурский С., Куприянов М., Кленов Н., Соловьев И., Столяров В., Голубов А. Contribution of Processes in SN Electrodes to the Transport Properties of SN-N-NS Josephson Junctions Nanomaterials, Nanomaterials 2023, 13, 1873. (год публикации - 2023)
10.3390/nano13121873

3. Еремеев С.В., Глазкова Д., Поечен Г., Крэйке А., Али К., Тарасов А.В., Шульц С., Клиемт К., Чулков Е.В., Столяров В.С., Эрнст А., Крелнер К., Усачев Д.Ю., Вялых Д. В. Insight into the electronic structure of the centrosymmetric skyrmion magnet GdRu2Si2 Nanoscale Advances, Nanoscale Adv., 2023 (год публикации - 2023)
10.1039/d3na00435j

4. Калашников Д., Ружицкий В., Шишкин А., Головчанский И., Куприянов М., Соловьев И., Родичев Д., Столяров В. Demonstration of a Josephson vortex-based memory cell with microwave energy-efficient readout Communications Physics (год публикации - 2023)

5. Фролов А.С., Усачев Д.Ю., Тарасов А.В., Федоров А.В., Бокай К.А., Климовских И., Столяров В.С., Сергеев А.И., Лавров А.Н., Голяшов В.А., Терещенко О.Е., Ди Санто Г., Петасия Л., Кларк О.Дж., Санчес -Баррига Ж., Яшина Л.В. Magnetic Dirac semimetal state of (Mn,Ge)Bi2Te4 Communication Physics (год публикации - 2023)

6. Жукова Е., Некрасов Б., Кадыров Л., Шаймарданов А., Шишкин А., Голубов А., Куприянов М., Горшунов Б., Столяров В. Thickness dependent superconductivity in MoRe ﬁlms studied by terahertz spectroscopy Mesoscience & Nanotechnology, 1, 1, 01002 (год публикации - 2023)

7. Вагов А., Сарайва Т. Т., Шаненко А. А., Васенко А.С., Агияр Ж. А., Столяров В. С., Родичев Д. Intertype superconductivity in ferromagnetic superconductors Communications Physics, Commun Phys 6, 284 (2023) (год публикации - 2023)
10.1038/s42005-023-01395-7

8. Карабасов Т., Бобкова И. В., Силкин В. М., Львов Б. Г., Голубов А. А., Васенко А. С. Phase diagrams of the diode effect in superconducting heterostructures Physica Scripta (год публикации - 2023)
10.1088/1402-4896/ad1376

Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Раздел А Были синтезированы новые кристаллы MnBi2Te4, MnBi2(Te,Se)4, MnBi4Te7 c различной концентрацией собственных дефектов. Теоретически охарактеризована зонная структура монокристаллов GexMn1−xBi2Te4. Методом MFM исследованы локальные магнитные свойства поверхности монокристалла Mn(Bi0.1Sb0.9)2Te4. Показано, что ферромагнитный отклик кристаллов является свойством основной фазы. Локальная электронная структура топологического изолятора (Sn,In)Bi2Te4 исследована методом STM, показано, что точечные дефекты формируют агломераты, вблизи которых значительно модифицируется локальная плотность состояний. Изготовлены структуры сверхпроводник топологический изолятор-сверхпроводник (S-MTI-S) на основе Mn(Sb0.26Bi0.74)Te4 и измерены их транспортные характеристики. Развита теория описывающая невзаимный сверхпроводящий транспорт в гибридной S/F/TI структуре. Рассчитаны фазовые диаграммы диодного эффекта в зависимости от параметров системы. Проведен расчёт локальной плотности состояний в окрестности немагнитной примеси в S/AF структурах. Проведены расчёты LDOS как функция координат в окрестности примеси при различных параметрах системы. Проведен расчет сверхпроводящего параметра порядка и структуры сверхпроводящих корреляций в ван-дер-ваальсовых гетероструктурах сверхпроводник/ферромагнетик с малым числом сверхпроводящих монослоев и одним ферромагнитным слоем. Была развита теория переноса джозефсоновского тока между двумя p-волновыми сверхпроводниками через подщелевые уровни энергии. Раздел B. В отчётный период проводилась дополнительная оптимизация процедуры синтеза монокристаллов EuFe2(P, As)2. Методом кристаллизации из раствора в расплаве получены образцы с мольным содержанием фосфора x=20.5%, 21%, 23%. Для одного из синтезированных составов была исследована зонная структура монокристалла EuFe2(PxAs1−x)2, (x =0.205) методом фотоэмиссионной спектроскопии с угловым разрешением при температурах выше и ниже критической. Была обнаружена значительная ренормализация электронных состояний вблизи уровня Ферми, зависящая от температуры и предположительно связанная с формированием сверхпроводящей щели. В рамках разработки подходов к исследованию поверхностно- и объёмно- обусловленных магнитных свойств материалов, содержащих 4f элементы, методом резонансной дифракции фотоэлектронов (RPED) были исследованы кристаллы YbRh2Si2 и YbCo2Si2. Были исследованы электронные свойства монокристалла EuCd2P2. Была изучена динамика магнитных доменов в кристаллах BaFe2(PO4)2 с использованием метода MFM. Разработан подход к описанию вихревой конфигурации промежуточного смешанного состояния сверхпроводника на микроскопическом уровне. Расчеты, выполненные при нулевой температуре, выявили ключевые особенности ПМС, включая образование вихревых кластеров и многoчастичную природу взаимодействий между вихрями. Были изучены особенности перехода под действием беспорядка между сверхпроводником I и II рода.В частности, было показано, что когда коэффициенты диффузии зон сильно отличаются друг от друга, интертипная область имеет тенденцию к значительному расширению, включая точки с κ≫1, которые принадлежат сверхпроводимости II рода в обычных однозонных сверхпроводниках. Был предложен механизм формирования сложных и топологически нетривиальных паттернов. Построена теория переноса заряда в контактах SFN (сверхпроводник-ферромагнетик-нормальный металл), где парный потенциал в S имеет как синглетные, так и триплетные компоненты. Раздел C. Продолжено развитие теории отклика гибридного SN сэндвича (S – сверхпроводник, N –нормальный металл) конечной длины на латеральное магнитное поле, теоретически показано, что корр вихря может локализоваться в тонкой N пленке на границе со сверхпроводником даже при толщинах dN меньших длины когерентности ξN . Продолжено развитие теории планарных джозефсоновских контактов (ДК), учитывающей перекрытие пленок сверхпроводящих и несверхпроводящих материалов, а также эффекты перегрева электронной температуры. Благодаря проведенным экспериментам получено уточненное выражение для энергии Таулеса, включающее прозрачность барьеров. Продолжена работа по использованию планарных джозефсоновских контактов для реализации сверхпроводящих устройств типа генератор. Продолжены исследования планарных джозефсоновских контактов, встроенных в резонатор. Детально изучен гистерезисный эффект, продемонстрирован прототип сверхпроводящей ячейки памяти на основе бистабильности длинных джозефсоновских контактов (ДК). Сделаны оценки энергоэффективности, показано, что использование докритических токов имеет ряд преимуществ по сравнению с операциями чтения, требующими измерения критического тока, в частности, происходит повышение энергоэффективности памяти и неразрушение исходного состояния. Отработано напыление сверхпроводящих пленок Nb/Cu, изучены различные элементы цепи генератора (сопротивление , емкость, резонатор), реализованных по самосогласованной планарной технологии. Для полученных характеристик смоделированы и реализованы основные рабочие элементы генератора импульсов. Получены признаки установившейся связи между резонатором и планарным SNS джозефсоновским контактом. Раздел D. Разработана 3D модель и заказан специальный сверхвысоковакуумный манипулятор, предназначенный для установки в камеру магнетронного напыления. Манипулятор оснащен нагревателем до 1100 C, системой охлаждения, системой вращения, контроля толщины и заслонкой. Область перемещения манипулятора составляет 25 см. Продолжается подготовка специального помещения повышенной чистоты класса ISO8 для развития технологии. Продолжена технологическая работа по изготовлению пленок Циркония в атмосфере кислорода и азота. Проведены тестовые напыления пленок, для чего были подобраны параметры напыления, в соответствии с литературой. В качестве подложек использовался сапфир. Проведены низкотемпературные тестовые измерения пленок в температурном диапазоне от 4К до 300К, была измерена зависимость сопротивления от температуры. Измерения показали, что пленка по своим характеристикам пока не соответствует табличным данным проводимости. Для улучшения свойств пленок внесены изменения в функционал манипулятора.

Публикации

1. Неверов В. Д., Лукьянов А. Е., Красавин А. В., Вагов А., Кроитору М. Д. The Impact of Short-Range (Gaussian) Disorder Correlations on Superconducting Characteristics Condensed Matter, Neverov V. D., Lukyanov A. E., Krasavin A. V., Vagov A., Croitoru M. D. The Impact of Short-Range (Gaussian) Disorder Correlations on Superconducting Characteristics // Condensed Matter. 2024. Vol. 9. No. 1. p. 6. (год публикации - 2024)
10.3390/condmat9010006

2. Калашников Д.С., Ружицкий В.И., Шишкин А.Г., Головчанский И.А., Куприянов М.Ю., Соловьев И.И., Родичев Д., Столяров В.С. Demonstration of a Josephson vortex-based memory cell with microwave energy-efficient readout Communications Physics, Kalashnikov, D.S., Ruzhitskiy, V.I., Shishkin, A.G. et al. Demonstration of a Josephson vortex-based memory cell with microwave energy-efficient readout. Commun Phys 7, 88 (2024). (год публикации - 2024)
10.1038/s42005-024-01570-4

3. Жуков А., Погосов В. Quantum error mitigation in the regime of high noise using deep neural network: Trotterized dynamics Quantum Information Processing, Zhukov, A., & Pogosov, W. (2024). Quantum error mitigation in the regime of high noise using deep neural network: Trotterized dynamics. Quantum Information Processing, 23(3), 80 (год публикации - 2024)
10.1007/s11128-024-04296-y

4. Марычев П.М., Шаненко А.А., Вагов А.В. Intertype superconductivity evoked by the interplay of disorder and multiple bands Frontiers of Physics, Marychev, P.M., Shanenko, A.A. & Vagov, A.V. Intertype superconductivity evoked by the interplay of disorder and multiple bands. Front. Phys. 19, 43205 (2024) (год публикации - 2024)
10.1007/s11467-023-1379-y

5. Климовских И.И., Еремеев С.В., Естюнин Д.А., Фильнов С.О., Шимада К., Голяшов В.А., Соловова Н.Ю., Терещенко О.Е., Кох К.А., Фролов А.С., Сергеев А.И., Столяров В.С., Тронтль В.М., Петачча Л., Ди Санто Г., Талларида М., Дай Дж., Бланко-Каноса С., Валла Т., Шикин А.М., Чулков Е.В. Interfacing two-dimensional and magnetic topological insulators: Bi bilayer on MnBi2Te4-family materials Materials Today Advances, Klimovskikh, I. I., Eremeev, S. V., Estyunin, D. A., Filnov, S. O., Shimada, K., Golyashov, V. A., ... & Chulkov, E. V. (2024). Interfacing two-dimensional and magnetic topological insulators: Bi bilayer on MnBi2Te4-family materials. Materials Today Advances, 23, 100511. (год публикации - 2024)
10.1016/j.mtadv.2024.100511

6. Усачев Д. Ю., Поэльхен Г., Тупицын И. И., Бокай К. А., Глазкова Д., Тарасов А. В., Менде М., Федоров А. В., Столяров В. С., Крелльнер К., Вялых Д. В. Resonant 4f photoelectron diffraction: Insight into Yb compounds Physical Review B, Physical Review B 109, L241118 (2024) (год публикации - 2024)
10.1103/PhysRevB.109.L241118

7. Фролов А.С., Усачев Д.Ю., Тарасов А.В., Федоров А.В., Бокай К.А., Климовских И., Столяров В.С., Сергеев А.И., Лавров А.Н., Голяшов В.А., Терещенко О.Е., Ди Санто Г., Петачия Л., Кларк О.Дж. , Санчес-Баррига Х., Яшина Л.В. Magnetic Dirac semimetal state of (Mn,Ge) Bi2Te4 Communications Physics, Commun Phys 7, 180 (2024). (год публикации - 2024)
10.1038/s42005-024-01675-w

8. Усачев Д.Ю., Креббер С., Бокай К.А., Тарасов А.В., Копп М., Гарг К., Вировец А., Мюллер Й., Менде М., Пельхен Г., Вялых Д.В., Крелльнер К., Клим К. Magnetism, heat capacity, and electronic structure of EuCd2P2 in view of its colossal magnetoresistance Physical Review B, Physical Review B 109, 104421 (2024) (год публикации - 2024)
10.1103/PhysRevB.109.104421

9. Бобков Г.А., Бобкова И.В., Бобков А.М. Andreev bound states at nonmagnetic impurities in superconductor/antiferromagnet heterostructures Physical Review B, Bobkov, G. A., Bobkova, I. V., & Bobkov, A. M. (2024). Andreev bound states at nonmagnetic impurities in superconductor/antiferromagnet heterostructures. Physical Review B, 109(21), 214508. (год публикации - 2024)
10.1103/PhysRevB.109.214508

10. Ментре О., Мино К., Вольбер Дж., Даффорт В., Потрат А., Столяров В.С., Аревало-Лопес А.-М. Giant coercive-field (Hc@2K>17T) by freezing of magnetic domains in BaFe2(PO4)2 Solid State Sciences, Mentré, O., Minaud, C., Wolber, J., Duffort, V., Pautrat, A., Stolyarov, V. S., & Arevalo-Lopez, A. M. (2024). Giant Coercive-Field (Hc@ 2 K> 17 T) by freezing of magnetic Domains in BaFe2(PO4)2. Solid State Sciences, 107577. (год публикации - 2024)
10.1016/j.solidstatesciences.2024.107577

11. Сарменто М.А., Кордова-Камачо В.Ю., Шаненко А.А., Вагов А., Агияр Х.А., Столяров В.С. Emerging complexity in the self-dual theory of superconductivity Journal of Physics: Condensed Matter, Sarmento, M. A., Córdoba-Camacho, W. Y., Shanenko, A. A., Vagov, A., Aguiar, J. A., & Stolyarov, V. S. (2024). Emerging complexity in the self-dual theory of superconductivity. Journal of Physics: Condensed Matter, 36(25), 255602. (год публикации - 2024)
10.1088/1361-648x/ad3537

12. Водолазов Д.Ю. Squeezed and nascent vortices in a thin normal layer with proximity induced superconductivity Physical Review B, Vodolazov, D. Y. (2024). Squeezed and nascent vortices in a thin normal layer with proximity induced superconductivity. Physical Review B, 110(1), 014517 (год публикации - 2024)
10.1103/PhysRevB.110.014517

13. Уставщиков С. С., Водолазов Д. Ю. Missing Shapiro steps in nonhysteretic Josephson junction with 2π periodic supercurrent Physical Review B, Ustavschikov, S. S., & Vodolazov, D. Y. (2024). Missing Shapiro steps in nonhysteretic Josephson junction with 2 π periodic supercurrent. Physical Review B, 110(18), 184511. (год публикации - 2024)
10.1103/PhysRevB.110.184511

14. Бакурский С.В., Ружицкий В.И., Нейло А.А., Кленов Н.В., Соловьев И.И., Елистратова А.А., Столяров В.С., Куприянов М.Ю. Thouless energy in Josephson SN-N-NS bridges Mesoscience and Nanotechnology, Bakurskiy S. et al. Thouless energy in Josephson SN-N-NS bridges // Mesoscience and Nanotechnology. 2024. Vol. 1. No. 1. 01-01003 (год публикации - 2024)
10.64214/jmsn.01.01003

15. Неверов В.Д., Калашников А., Лукьянов А.Е., Красавин А.В., Кроитору М.Д., Вагов А. Fully Microscopic Treatment of Magnetic Field Using Bogoliubov–De Gennes Approach Condensed Matter, Neverov, V. D., Kalashnikov, A., Lukyanov, A. E., Krasavin, A. V., Croitoru, M. D., & Vagov, A. (2024). Fully Microscopic Treatment of Magnetic Field Using Bogoliubov–De Gennes Approach. Condensed Matter, 9(1), 8. (год публикации - 2024)
10.3390/condmat9010008

Аннотация результатов, полученных в 2025 году
В 2025 году в рамках проекта «Сверхпроводящие функциональные материалы для передовых квантовых технологий» выполнен комплекс экспериментальных, теоретических и технологических исследований, направленных на создание и изучение новых материалов и устройств, востребованных в квантовой электронике, спинтронике и низкотемпературной метрологии. Работы охватывали синтез магнитных топологических изоляторов и сверхпроводников, разработку методов исследования наноструктурированных материалов, создание прототипов сверхпроводящих генераторов и формирование платформы для термометрии в милликельвиновой области температур. 1. Материалы с топологическими и магнитными свойствами Синтезированы новые модификации магнитных топологических изоляторов MnBi₂(Te,Se)₄ и магнитно-разбавленных твёрдых растворов MnxGe(1-x)Bi2Te4. Проведён детальный термический анализ фазообразования, позволивший выявить температурные интервалы кристаллизации и оптимизировать условия синтеза. Установлено влияние легирования на стабильность фаз и электронную структуру материалов. Отдельное внимание уделено селено-содержащим соединениям и структурам с частичной заменой Mn на Ge, что позволило повысить качества кристаллов и улучшить их магнитные характеристики. На основе синтезированных материалов изготовлены тонкие пластины для транспортных и спектроскопических измерений. Проведены исследования методом сканирующей зондовой микроскопии (SPM), фотоэмиссионной спектроскопии с угловым разрешением (ARPES) и низкотемпературных транспортных измерений. Получены данные о локальной плотности состояний, магнитных переходах и особенностях зонной структуры. В отчётном году коллектив представил разработанную методику сканирующей квантово-вихревой микроскопии (SQVM). Метод позволяет управлять отдельными вихрями Абрикосова в сверхпроводниках и визуализировать наномасштабный ландшафт пиннинга. Впервые продемонстрирована зависимость структуры пиннинга от толщины плёнки Nb, что открывает новые возможности для контроля динамики вихрей и повышения критических характеристик сверхпроводниковых устройств. Теоретические исследования были направлены на описание локальной плотности состояний в киральных сверхпроводниках, гибридизации магнонных и сверхпроводящих возбуждений, а также спонтанных токов в топологических структурах. Получены новые предсказания, имеющие значение для экспериментов по поиску киральных сверхпроводников и реализации гибридных магнон-фотонных систем. 2. Магнитные сверхпроводники и коррелированные материалы Синтезированы монокристаллы EuFe₂(As,P)₂, проведены исследования их поверхностей и электронных свойств при помощи сканирующей туннельной микроскопии. Данные позволили уточнить особенности локальных электронных состояний и природу взаимодействия магнетизма и сверхпроводимости в этих системах. Получены важные результаты по спектроскопии материалов с 4f-электронами. На основе рентгеновской абсорбционной спектроскопии (XAS) и резонансной фотоэмиссии (RPES) показано наличие существенных поверхностных эффектов, приводящих к переориентации магнитного момента лантаноидов на поверхности. Это наблюдение имеет фундаментальное значение для понимания магнитной анизотропии и электронных корреляций в межметаллических соединениях. Результаты опубликованы в журналах Physical Review B. Кроме того, выполнены теоретические исследования магнон-фотонного взаимодействия в структурах сверхпроводник–антиферромагнетик–сверхпроводник. Предсказан режим ультра-сильной связи между магнонами и фотонами Свихарта, а также высокочастотные гибридные состояния. Такие системы представляют интерес для будущих квантовых устройств, оперирующих в терагерцевом диапазоне. 3. Сверхпроводящий генератор сигналов В проекте разработаны и изготовлены прототипы сверхпроводящих генераторов на основе SNS-переходов Nb/Cu, интегрированных с λ/4-резонаторами. Проведено моделирование и низкотемпературные измерения характеристик резонаторов. Обнаружено изменение резонансной частоты при режиме измерения ступеней Шапиро, что указывает на формирование отрицательной реактивной составляющей импеданса — ключевого признака начала генерации СВЧ-сигнала. Несмотря на ограниченную мощность генерации в текущих образцах, продемонстрирована работоспособность архитектуры, что создаёт основу для дальнейшей оптимизации генераторов для квантовых схем. 4. Термометры для милликельвинового диапазона Разработаны технологии изготовления фононных и электронных термометров для температур ниже 100 мК. Созданы плёнки оксинитрида циркония с контролируемыми структурными и электрофизическими параметрами, выявлены оптимальные режимы формирования рабочих термометров. Изготовлены прототипы электронных термометров NIS-типа с нанометровыми зазорами, проведены их низкотемпературные испытания, подтверждающие возможность восстановления электронной температуры по ВАХ. Эти результаты являются основой для создания высокочувствительных термометров для квантовых установок.

Публикации

1. Ованнисян Р.А., Гребенчук С., Ларионов С.А., Шишкин А.Г., Гребенко А.К., Купчинская Н.Е., Добровольская Е.А., Скрябина О., Аладышкин А.Ю., Дремов В.В., Головчанский И., Самохвалов А.В., Мельников А.С., Родичев Д., Столяров В. С. Scanning vortex microscopy reveals thickness-dependent pinning nanonetwork in superconducting niobium films Communications Materials, 2025. Vol. 6. No. 1. 42 (год публикации - 2025)
10.1038/s43246-025-00759-6

2. Бодягин А.В., Водолазов Д.Ю. Мультистабильные состояния и деформированные вихри в токонесущем сверхпроводящем мостике c тонким слоем нормального металла ЖЭТФ, Том 167, Вып. 4, стр. 544 (год публикации - 2025)
10.31857/S004445102504008X

3. Усачев Д.Ю., Климт К., Крелльнер К., Столяров В.С., Пёльхен Г., Вялых Д. Resonant 4f photoemission from lanthanides at the 4d edge: Analysis for individual |M_J> states Physical Review B, Vol. 112. No. 3. 035140 (год публикации - 2025)
10.1103/dsmt-b5f2

4. Автандилян А. А., Погосов В. В. Optimal-order Trotter–Suzuki decomposition for quantum simulation on noisy quantum computers Quantum Information Processing , Quantum Information Processing. 2024. Vol. 24. No. 1. 8 (год публикации - 2024)
10.1007/s11128-024-04627-z

5. Ларионов С. А., Шишкин А. Г., Родичев Д., Водолазов Д. Ю., Столяров В. С. Peculiarities of the vortex dynamics in a granular niobium superconducting bridge Physical Review B, 111(21), 214511. (год публикации - 2025)
10.1103/827z-3t8x

6. Аладышкин А.Ю., Оганесян Р.А., Гребенчук С., Ларионов С.А., Шишкин А.Г., Скрябина О., Самохвалов А.В., Мельников А.С., Родичев Д., Столяров В.С. Magnetic force microscopy versus scanning quantum-vortex microscopy: Probing pinning landscape in granular niobium films Mesoscience and Nanotechnology, Vol. 1. No. 2. 01-02001 (год публикации - 2025)
10.64214/jmsn.01.02001

7. Жуков А. А., Лебедев А., Погосов В. В. Grover's search meets Ising models: A quantum algorithm for finding low-energy states Computer Physics Communications, Vol. 313. p. 109627 (год публикации - 2025)
10.1016/j.cpc.2025.109627

8. Усачев Д.Ю., Бокай К.А., Пельхен Г., Столяров В.С., Федоров А.В., Климт К., Хим С., Карока-Каналес Н., Крелльнер К., Вялих Д. Surface effects in x-ray absorption spectra of lanthanides: Focus on strongly correlated cerium materials Physical Review B, Vol. 112. No. 3. 035137 (год публикации - 2025)
10.1103/blg4-bxl5

9. Ю Т., Чжоу К., Бауэр Г. Э. В., Бобкова И. Electromagnetic proximity effects at heterointerfaces Physics Reports, Vol. 1151. pp. 1-94 (год публикации - 2025)
10.1016/j.physrep.2025.10.002

10. Марычев П. М., Никонов Е., Столяров В. С., Вагов А. Crossover between types I and II in diffusive superconductors: Perturbative study Physical Review B, 111, 134501 (2025) (год публикации - 2025)
10.1103/PhysRevB.111.134501