• Разработка сверхпроводниковых структур с уникальными электромагнитными характеристиками и изучение их физических свойств...

Наука

Научно-исследовательская деятельность лаборатории направлена на создание новых функциональных материалов, а точнее — на создание новых сверхпроводящих метаматериалов, исследование их электрофизических свойств, а также на разработку рекомендаций по их применению для целей низкотемпературной электроники.

Без имени-661Сверхпроводящие метаматериалы – это искусственные структуры с удивительными электромагнитными свойствами, не существующими в природных материалах. Передача электромагнитного сигнала в метаматериалах происходит на частотах, близких к внутренним резонансам отдельных структурных элементов – «мета-атомов», которые являются «кирпичиками», а точнее говоря «камертонами», передающей линии. В метаматериалах из обычных (нормальных) металлов электромагнитные волны быстро затухают, что обусловлено энергетическими (резистивными) потерями. В нашем проекте мы хотим создать технологию передающих микроволновых линий с ультра-низкими потерями. Новые электромагнитные метаматериалы будут состоять из сверхпроводящих элементов с размерами от сотен нанометров до нескольких микрон. В отличие от метаматериалов, созданных к настоящему времени на основе нормальных металлов, элементы сверхпроводящих метаматериалов могут быть миниатюрными, и обладать при этом ничтожными энергетическими потерями. Топология сверхпроводящих тонкопленочных схем является гибкой, что объясняется использованием ультрасовременной тонкопленочной технологии. Такая технология напыления тонких пленок позволяет создавать структурные элементы с идеально точной топологией и, что особенно важно, интегрировать в схему сверхпроводящие туннельные переходы с эффектом Джозефсона. Такие туннельные переходы имеют уникальную способность не только менять свою индуктивность под действием магнитного поля, что позволяет перестраивать полосу частот передаваемых сигналов, но и демонстрировать два и более квантовых состояний, подобно атомам. Уникальным в развиваемом нами подходе является то, что сверхпроводники предоставляют интригующую возможность изучения квантовых эффектов в метаматериалах.