Our website uses cookies to manage some features and to show you news and announces in selected language. By clicking on OK button, you accept the use of cookies.
Group of
Квантовая спинтроника и низкоразмерные материалы
Александр Чернов
Научный руководитель
Group publications
About the Group
Наша группа развивает подходы для интеграции низкоразмерных материалов и их успешного применения в устройствах. Мы создаем квантовый симулятор на основе двумерных наноматериалов и изучаем перспективные источники одиночных фотонов
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.
Долгосрочной целью деятельности группы является создание научной и технологической основы для масштабируемого производства высококачественных структур на основе двумерных и одномерных материалов, что откроет возможности для фундаментальных исследований новых физических явлений, включая изучение сильно коррелированных электронных систем, а также для практического применения полученных результатов в реальном секторе экономики. В перспективе это позволит разрабатывать и внедрять в промышленность устройства нового поколения — от миниатюрных сенсоров химических веществ и высокоэффективных детекторов инфракрасного (ИК) и терагерцового (ТГц) излучения до квантовых симуляторов, способных моделировать сложные задачи материаловедения. Таким образом, группа стремится не только к научному прогрессу, но и к созданию технологической платформы для интеграции передовых разработок в индустрию.
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.
Research Areas
- 1
Двумерные материалы для квантовых технологий, квантовый симулятор на основе двумерных материалов - 2
Опто- и квантовая спинтроника - 3
Источники одиночных фотонов - 4
Магнетизм в наноматериалах и гетероструктурах
Members
Кирилл Брехов к.ф.-м.н., Научный сотрудник
Роман Моргунов д.ф.-м.н., Старший научный сотрудник
Максим Бахметьев к.ф.-м.н., Младший научный сотрудник
Владислав Бурдин к.ф.-м.н., Научный сотрудник
Егор Никулин к.ф.-м.н., Научный сотрудник
Эмиль Чиглинцев Младший научный сотрудник
Христина Альбицкая Стажер-исследователь
Надежда Купчинская Младший научный сотрудник
Артем Абрамов Младший научный сотрудник
Алексей Шуплецов Младший научный сотрудник
Елена Барулина к.ф.-м.н., Научный сотрудник
Александр Пахомов Младший научный сотрудник
Федор Максимов Младший научный сотрудник
Станислав Коларь Младший научный сотрудник
Артур Симонян Стажер-исследователь
Михаил Панин Младший научный сотрудник
Никита Юриков Стажер-исследователь
Ксения Шевякова Стажер-исследователь
Георгий Кичин к.ф.-м.н., Старший научный сотрудник
Анастасия Саксонова Менеджер проектов
Анастасия Шульмина Стажер-исследователь
History
2019 Лаборатория «Квантовой спинтроники и низкоразмерных материалов» создана в РКЦ совместно с Московским физико-техническим институтом (МФТИ)
2020 Созданы экспериментальные установки для изучения магнитных и оптических свойств материалов при низких температурах и их сверхбыстрой динамики. Продемонстрирована лазерная генерация спиновых волн в магнитных наноструктурах за счёт локализации света.
2021 Получен групповой грант РНФ на проведение исследований в области управления спектром спиновых волн короткими лазерными импульсами.
Разработаны инновационные подходы к синтезу графеновых нанополос, обеспечивающие как атомарную точность (лазерно-индуцированный фототермический синтез), так и открывающие возможность для производства материала в больших количествах в будущем.
2022 Получен экспериментальный задел по созданию и исследованию гетероструктур на основе двумерных наноматериалов.
Продемонстрирован подход для реализации магнонных логических вентилей на основе многолучевого оптического возбуждения спиновых волн.
2023 Проект Квантового симулятора на двумерных материалах включен в Дорожную карту по квантовым вычислениям.
Разработана модель, описывающая состояние Моттовского изолятора для системы гетероструктуры на основе двух повернутых друг относительно друга двумерных слоев.
Развита концепция оптомагнонных логических элементов, которые построены на интерферирующих спиновых волнах.
2024 Разработаны методы создания высококачественных структур из двумерных материалов, включая их интеграцию с метаповерхностями, что позволило изучать новые физические явления, в частности, сильно коррелированные системы и показать усиление фотолюминесценции в ближнем инфракрасном спектральном диапазоне.
Продемонстрировано создание квантового симулятора на основе двумерных материалов с оптическим считыванием, подтвердившего свою функциональность на 2*10⁵ частицах.
2025 Разработана методика измерений тонких магнитных двумерных материалов на основе ферромагнитного резонанса. Впервые зарегистрирован сигнал от кристалла CrCl₃ микронного размера.
Экспериментально обнаружен новый механизм фотодетектирования для образцов на основе двуслойного графена, повернутого на “магический” угол.
Photos
