Физики установили, что магнитные дефекты существенно влияют на стабильность квантовых состояний в перспективных сверхпроводниковых ячейках памяти, основанных на тонких пленках из нитрида титана. Это открывает возможности для разработки методов подавления таких нарушений и создания новых квантовых сенсоров.
Главный научный сотрудник НИТУ МИСИС Григорий Гольцман подчеркнул важность контроля поверхности ультратонких сверхпроводящих пленок. Даже минимальные магнитные дефекты способны существенно изменять электронные процессы в таких материалах. Поэтому ключевым направлением исследований становится защита поверхности от окисления и других факторов, вызывающих магнитный беспорядок.
Тонкие пленки из нитрида титана представляют собой один из наиболее перспективных материалов для создания квантовых устройств. Однако их широкое применение ограничено из‑за чувствительности к любым шероховатостям, примесям и дефектам на атомарном уровне, которые разрушают хрупкие квантовые состояния.
Российские ученые исследовали, как именно эти дефекты влияют на квантовые связи между электронами, которые можно использовать для хранения и обработки квантовой информации. Для этого они вырастили множество пленок из нитрида титана различной толщины и структуры и проанализировали их свойства с помощью электронных микроскопов и рентгеновских спектроскопов.
Андрей Ломакин, научный сотрудник НИТУ МИСИС, сообщил, что взаимодействие электронов и колебаний в материале не является основным источником нарушений квантовых состояний. Это указывает на то, что ключевую роль в этом процессе играют магнитные дефекты на поверхности пленок. Этот факт необходимо учитывать при разработке квантовых ячеек памяти и сенсоров.
Вадим Ковалюк, заведующий лабораторией фотонных газовых сенсоров НИТУ МИСИС, отметил, что результаты исследования способствуют улучшению квантовых сенсоров на основе сверхпроводниковых однофотонных детекторов. Это включает расширение их спектрального диапазона и повышение эффективности в ближнем и среднем инфракрасном диапазонах. В настоящее время ведутся работы в этом направлении совместно с индустриальным партнером, занимающимся производством таких детекторов для мирового рынка.
Источник: ТАСС
распечатать статью
