Квантовая спинтроника и низкоразмерные материалы

Учёные группы ведут экспериментальные и теоретические исследования по нескольким направлениям. В частности, в направлении опто- и квантовой спинтроники свет используется для исследования и контроля спиновых состояний. Магнитооптика в 2D-материалах и гетероструктурах при низких температурах – направление, которое также включает исследования спин-орбитального взаимодействия и эффектов, индуцированных близостью поверхностей. Кроме того, ведется работа по изучению и внедрению в коммерческие продукты источников одиночных фотонов, которые являются базовыми элементами для систем квантовой связи.

Научная группа также занимается созданием квантовых симуляторов на основе Ван-дер-Ваальсовых гетероструктур двумерных материалов для решения практических задач оптимизации. Для такого типа оптоэлектронных устройств достигается возможность манипулировать (квази) частицами, масса которых намного меньше атомной, а иногда даже меньше массы электрона. Одним из магистральных применений квантовых симуляторов на основе Ван-дер-Ваальсовых гетероструктур двумерных материалов является эмуляция сильно-коррелированных фаз в природных материалах, что позволит лучше понять механизмы, обеспечивающие возникновение этих коррелированных фаз, и, что более важно, может быть использовано для организованного поиска новых высокотемпературных сверхпроводников и спиновых жидкостей.

Другая задача, решаемая группой, – это использование многолучевого лазерного возбуждения для управления диаграммой направленности и другими параметрами спиновых волн. Такой сверхбыстрый оптический контроль магнитных состояний и динамики намагниченности имеет большие перспективы благодаря своей энергоэффективности и высокой скорости.

Группа «Квантовая спинтроника и низкоразмерные материалы» сотрудничает с Пекинским Университетом PKU (Китай), Университетом ЦинДао (Китай), Университетом Бангалора (Индия), Национальным Университетом Сингапура, Институтом неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН, Институтом физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН, выполняет совместный проект со Сколтехом и ИТМО, а также рядом других научно-исследовательских институтов и коммерческими партнерами в лице ООО «Новые cпинтронные технологии» и QRate.