Проект молодых красноярских ученых поможет в создании технологий будущего

Молодые ученые выявляют свойства и особенности сверхпроводников и изоляторов с краевыми топологическими состояниями. Как отмечают ученые, изучение топологических материалов и связанных с ними краевых эффектов в проводящих системах сегодня является одним из передовых и активно развивающихся научных направлений во всем мире.

Все дело в уникальных свойствах этих систем. Топологические изоляторы внутри ведут себя как обычные диэлектрики, а снаружи проводят электрический ток подобно металлам. В топологических сверхпроводниках на поверхности возникает проводящее состояние (майорановское), локализованное не в одной области, а в удаленных друг от друга точках пространства. Совсем недавно существование анизотропных свойств такого рода и топологических поверхностных состояний считалось невозможным, но физикам удалось доказать обратное.

«В России экспериментальному исследованию топологических сверхпроводников и изоляторов с краевыми нетривиальными состояниями уделяется недостаточно высокое внимание. Наша задача – сформировать мощную теоретическую базу для опытного подтверждения отмеченных явлений в лабораториях края и других регионов России. Мы исследуем транспортные свойства топологических систем, учитывая спин-орбитальное взаимодействие электронов, а также влияние электрического и магнитного полей. Это, в частности, позволяет определить, в каком диапазоне параметров и при каком внешнем воздействии реализуются и остаются устойчивыми майорановские состояния», – рассказал руководитель проекта, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Института физики СО РАН Сергей Аксенов

Ученые уверены, что сверхпроводники и изоляторы, в которых наблюдаются топологические фазовые переходы, могут использоваться при разработке кубитов, являющихся элементной базой будущих квантовых компьютеров, а также в микроэлектронике нового типа.

«Одним из приоритетных направлений поддержки Краевого фонда науки является поддержка перспективных научных исследований, обеспечивающих готовность нашего региона и страны в целом к вызовам и угрозам, связанным с мировым научно-техническим прогрессом. Проект ученых ИФ СО РАН — это стартовый этап создания инновационных вычислительных машин, которые способны решать неподвластные даже самым мощным современным суперкомпьютерам сложные научные задачи», – отметила исполнительный директор Красноярского краевого фонда науки Ирина Пантелеева.