Физики ДГУ работают над перспективными сверхпроводящими материалами для электроники

К концу XIX века ученые считали, что основные законы природы им уже известны, однако дальнейшие наблюдения привели физиков к осознанию того, что мир атомов ведёт себя иначе, чем мир, воспринимаемый нашими органами чувств.

К середине XXI века человечество значительно расширило понимание квантового мира, а атомная физика открыла эру электроники. Благодаря квантовой механике появились светодиоды, которые питают экраны наших ноутбуков и смартфонов.

Сегодня исследователи работают над созданием новых материалов с потенциалом для создания сверхпроводников, работающих при комнатной температуре. Такое открытие станет революционным для передачи энергии по всему миру. Человечество сможет снизить экономическое влияние на добычу топлива и сделать эффективнее способы получения солнечной и других «зеленых» энергий.
Над природой сверхпроводников работают и физики Дагестанского государственного университета.

В лабораториях НОЦ «Нанотехнологии» под руководством ректора вуза, профессора Муртазали Рабаданова осуществляется работа над инновационными технологиями, многие из которых уже защищены патентами.
В рамках государственного задания выполняются фундаментальные исследования установления природы проводимости в высокотемпературных сверхпроводниках и создания материалов с заданными свойствами на их основе.

 «Особый интерес для электроники представляют сверхпроводящие плёнки, включая многослойные структуры на их основе. Сверхпроводники – это класс перспективных квантовых материалов, обладающих уникальными свойствами, такими как отсутствие электрического сопротивления и выталкивание магнитного поля (эффект Мейсснера), что обусловлено квантово-механической природой их фазового состояния», – отмечает профессор, и. о. зав. кафедрой физики конденсированного состояния и наносистем ДГУ Даир Палчаев.

Сверхпроводящие плёнки находят применение в создании высокочувствительных датчиков магнитного поля (например, SQUID-магнитометров), микроволновых фильтров для телекоммуникационных систем, элементов квантовых вычислительных устройств, а также в разработке высокоэффективных компонентов для энергосберегающих технологий, таких как сверхпроводящие кабели и магниты для МРТ и ускорителей частиц.

«Высокая точность операций и низкие энергетические потери в сверхпроводящих контурах позволяют эффективно манипулировать квантовыми состояниями, что делает их подходящими для решения широкого класса задач», – говорит преподаватель ДГУ, к. ф.-м. н. Султанахмед Гаджимагомедов.

Современные исследования в этой области направлены на повышение масштабируемости квантовых систем, улучшение топологии связей между кубитами и минимизацию декогерентных процессов. Разработки, осуществляемые ведущими исследовательскими институтами и технологическими корпорациями, такими как IBM, Google и Rigetti, приближают сверхпроводящие квантовые процессоры к статусу универсальной платформы для реализации практических квантовых вычислений.