Обнаружен способ ускорения создания квантовых сенсоров
Физики из России и США установили, что магнитные дефекты существенно влияют на квантовые состояния в новых сверхпроводниковых ячейках квантовой памяти, основанных на тонких пленках из нитрида титана. Это открытие позволит ученым разработать методы подавления этих нарушений, что, в свою очередь, приведет к созданию новых квантовых сенсоров, как сообщила пресс-служба НИТУ МИСИС. Об этом пишет сайт ТАСС.
Полученные результаты подчеркивают важность контроля за поверхностью ультратонкой сверхпроводящей пленки. Даже минимальное количество магнитных дефектов может оказывать влияние на электронные процессы в тонком слое. Поэтому одним из ключевых направлений является защита поверхности от окисления и других изменений, способствующих образованию магнитного беспорядка, отметил главный научный сотрудник НИТУ МИСИС Григорий Гольцман.
Тонкие пленки из нитрида титана являются одними из самых многообещающих материалов для разработки различных сверхпроводниковых квантовых устройств. Однако их широкое применение ограничивается тем, что даже незначительные шероховатости или атомарные дефекты могут разрушать хрупкие квантовые состояния в этом материале.
Российские исследователи изучили, как именно эти дефекты влияют на квантовые связи между электронами, которые могут использоваться для хранения и обработки квантовой информации в устройствах на основе пленок из нитрида титана. Для этого они вырастили множество пленок из данного сверхпроводника с различной толщиной и структурой и исследовали их свойства с помощью электронных микроскопов и рентгеновских спектроскопов.
Научный сотрудник НИТУ МИСИС Андрей Ломакин сообщил, что проведенные замеры показали, что взаимодействия электронов и колебания в материале играли незначительную роль в нарушениях квантовых состояний. Это указывает на то, что магнитные дефекты на поверхности пленок из нитрида титана имеют решающее значение для нарушения квантовых состояний, что необходимо учитывать при производстве квантовых ячеек памяти и сенсоров на основе этого материала.
Результаты исследования помогут улучшить квантовые сенсоры, основанные на сверхпроводниковых однофотонных детекторах, включая расширение их спектрального диапазона и повышение эффективности в ближнем и среднем инфракрасном диапазоне. Мы уже работаем в этом направлении с нашим индустриальным партнером, который занимается разработкой и производством сверхпроводниковых однофотонных детекторов для мирового рынка, добавил заведующий лабораторией фотонных газовых сенсоров НИТУ МИСИС Вадим Ковалюк.
