Материалы для электроники

Квантовая механика лежит в основе современного технологического прогресса. Без нее невозможно представить наше общество таким, каким мы его знаем сегодня.

Сегодня исследователи работают над созданием новых материалов с потенциалом для создания сверхпроводников, работающих при комнатной температуре. Такое открытие станет революционным для передачи энергии по всему миру. Человечество сможет снизить экономическое влияние на добычу топлива и сделать эффективнее способы получения солнечной и других «зеленых» энергий.

Над природой сверхпроводников работают и физики Дагестанского государственного университета. В лабораториях НОЦ «Нанотехнологии» под руководством ректора вуза, профессора Муртазали Рабаданова осуществляется работа над инновационными технологиями, многие из которых уже защищены патентами, сообщили в пресс-службе университета.

В рамках государственного задания выполняются фундаментальные исследования природы проводимости в высокотемпературных сверхпроводниках и создания материалов с заданными свойствами на их основе.

Сверхпроводящие плёнки находят применение в создании высокочувствительных датчиков магнитного поля (например, SQUID-магнитометров), микроволновых фильтров для телекоммуникационных систем, элементов квантовых вычислительных устройств, а также в разработке высокоэффективных компонентов для энергосберегающих технологий, таких как сверхпроводящие кабели и магниты для МРТ и ускорителей частиц.

«Высокая точность операций и низкие энергетические потери в сверхпроводящих контурах позволяют эффективно манипулировать квантовыми состояниями, что делает их подходящими для решения широкого класса задач», – говорит преподаватель ДГУ, к.ф.-м. н. Султанахмед Гаджимагомедов.

Современные исследования в этой области направлены на повышение масштабируемости квантовых систем, улучшение топологии связей между кубитами и минимизацию декогерентных процессов. Разработки, осуществляемые ведущими исследовательскими институтами и технологическими корпорациями, такими как IBM, Google и Rigetti, приближают сверхпроводящие квантовые процессоры к статусу универсальной платформы для реализации практических квантовых вычислений.

В лаборатории НОЦ «Нанотехнологии» ДГУ продемонстрировали возможность формирования сверхпроводящих плёнок YBCO на подложках кремния с подслоем из аморфного кварца. Был использован метод магнетронного распыления наноструктурированных мишеней без нанесения дополнительных согласующих слоёв, тем самым существенно снижая технологические затраты.