Название:	Капли композитных фермионов для элементов квантовой логики
Грантодатель:	Гранты РНФ
Область знаний:	09 - Инженерные науки
Научная дисциплина:	09-710 - Новые материалы для наноэлектронных приборов
Ключевые слова:	композитные фермионы, топологические квантовые состояния, нано-технология, полупроводниковые материалы, оптическая спектроскопия, нано магнито-оптика, элементы квантовой логики
Тип:	исследовательский
Руководитель(и):	Минтаиров,АМ
Подразделения:
Код проекта:	19-19-00246

Настоящий проект направлен на создание полупроводниковых квантовых структур сильно-коррелированных электронов – капель композитных фермионов (КФ). Такие структуры представляют собой плоские квантовые точки легированные электронами, т.е. квантовые электронные капли, имеющими встроенное магнитое поле. При этом магнитное поле обеспечивает формирование в каплях квазичастиц КФ - энионов, имеющих дробный заряд и квантовую статистику, что позволяет их использование в элементах квантовой логики (квантовых затворов) с топологической защитой кубитов. При этом, в отличие от аналогичных проектов, в которых используются полупроводниковые гетероструктуры с двумерным электронным газом в режиме дробного квантового эффекта Холла и двумерные/одномерные гибридные гетерострукутры на основе сверхпроводников, использование капель-КФ, может дать существенные преимущества, а именно, более высокие рабочие температуры, отсутствие необходимости использования внешних магнитных полей и эффективный контроль перестановки и склеивания анионов c помощью электростатических затворов. В проекте будет разработаны нано-технологические методы получения капель-КФ на основе полупроводниковых соединений А3Б5 и дихалькогенидов переходных металлов, методы измерения встроенного магнитного поля и структуры магнитных вихрей КФ и исследованы состояния КФ в таких каплях с помощью магнито-оптической и зарядовой сканирующей микроскопии высокого разрешения. В результате будут исследована зависимость свойств КФ от величины электронной корреляции, регулируемого электронной структурой используемых материалов, и возможность использования капель КФ в топологических квантовых затворах.

Ожидаемые результаты

В результате проекта будут разработана нано-технологические методы получения капель композитных фермионов с контролируемым набором параметров на основе новых полупроводниковых материалов и структур и исследованы возможности использования таких структур в качестве элементов квантовой логики. Развитие данных исследований является одним из основных направлений физики твердого тела, химии, материаловедения, нано-технологии и квантовой обработки информации. Проект является междисциплинарным. Он включает в себя взаимодействие специалистов по эпитаксиальному росту полупроводниковых структур, нано-технологии полупроводниковых материалов, оптической магнето-спектроскопии, нано-оптике и нано-электроники из семи научных групп и трех стран и является эффективной площадкой для развития новых научных направлений и привлечения молодых ученых и студентов к решению современных научных проблем и повышения их научной квалификации, что имеет важную социальную значимость.