| Название НИОКТР |
Фотогальванические эффекты в сверхпроводниках и гибридных сверхпроводниковых системах
|
| Аннотация |
Интерес к фундаментальным механизмам фотогальванических эффектов в сверхпроводниках и
сверхпроводящих гибридных системах стимулирован необходимостью разработки элементов
сверхпроводящей оптоэлектроники, позволяющих осуществлять сверхбыстрое и энергоэффективное
оптическое управление бездиссипативными токами и топологически защищенными магнитными состояниями.
Рассматриваемые в рамках данного проекта механизмы фотогальванических эффектов и соответствующая
квадратичная нелинейность в электромагнитном отклике будут связаны либо с нарушением инверсии в
сверхпроводнике или гибридной структуре, либо с эффектом фотонного увлечения. При выполнении проекта
будет разработана феноменологическая и микроскопическая теория генерации постоянных токов, магнитного
момента и вихрей Абрикосова в сверхпроводниках под действием электромагнитного излучения различной
поляризации и предложены экспериментальные подходы к наблюдению предсказанных эффектов. На основе
полученных результатов будут предложены концепции использования оптически управляемых
сверхпроводящих и магнитных состояний в элементах сверхпроводящей электроники и спинтроники, включая
контроллеры зарядового и спинового тока, топологически защищенные ячейки памяти, фазовые батарейки.
Для решения поставленных в рамках проекта задач мы планируем развитие теоретического описания динамики макроскопических квантовых состояний и квазичастиц в широком классе сверхпроводящих
материалов и систем в неравновесных условиях, возникающих при взаимодействии твердотельных структур с
электромагнитным полем. В частности, в рассматриваемый класс систем будут входить массивные
сверхпроводящие материалы, тонкие пленки и гибридные структуры с эффектом близости (содержащие
сверхпроводящие, нормальные и ферромагнитные элементы), используемые, в частности, в сверхпроводящей
спинтронике.
Для решения задач проекта будут использованы нестационарная теория Гинзбурга – Ландау (ГЛ), теория
Боголюбова – де Жена, техника функций Грина для равновесных и неравновесных систем (техника Келдыша),
различные типы модельных гамильтонианов для описания гибридных систем сверхпроводник – ферромагнетик
и сверхпроводник – нормальный металл. Планируемые в рамках проекта исследования будут опираться на
опубликованные в последнее время совместные работы участников нашего коллектива по описанию эффекта
фотонного увлечения куперовских пар и фотогальванических явлений в сверхпроводниках с внутренним
диодным эффектом в рамках феноменологической теории ГЛ. Дальнейшее продвижение в понимании физики
данных эффектов требует последовательного микроскопического подхода, который и планируется развивать в
рамках проекта. Построение последовательной микроскопической теории нелинейного электромагнитного
отклика этих структур откроет новые возможности их использования в криоэлектронике.
Обсуждаемая новая нелинейная электродинамика сверхпроводящих систем имеет интересные перспективы в
приложении к системам с нетривиальной топологической структурой сверхпроводящих корреляций,
возникающей в условиях эффекта близости. Управление свойствами подщелевых квазичастичных состояний в
этих системах одновременно предоставляет возможности контроля нелинейного электромагнитного отклика и,
в том числе, обсуждаемой квадратичной нелинейности. Все поставленные задачи предполагают анализ
электродинамики сверхпроводящих материалов и структур в микроволновом и терагерцовом диапазонах
частот электромагнитных волн, для различной поляризации (как линейной, так и циркулярной), а также для
случая структурированного света (пучков с отличным от нуля орбитальным моментом).
Решение поставленных теоретических задач позволит сделать ряд предсказаний для ключевых
экспериментально измеримых величин и предложить адекватные постановки для экспериментального
наблюдения предсказанных эффектов. В свою очередь, реализация таких экспериментов откроет новые
возможности для упомянутых выше приложений.
|
| Доступ к ОКОГУ исполнителя |
False
|
| Количество связанных РИД |
0
|
| Количество завершенных ИКРБС |
0
|
| Сумма бюджета |
21000.0
|
| Дата начала |
2025-05-29
|
| Дата окончания |
2027-12-31
|
| Номер контракта |
25-12-00042
|
| Дата контракта |
2025-05-29
|
| Количество отчетов |
3
|
| УДК |
538.945
|
| Количество просмотров |
9
|
| Руководитель работы |
Мельников Александр Сергеевич
|
| Руководитель организации |
Баган Виталий Анатольевич
|
| Исполнитель |
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "МОСКОВСКИЙ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)"
|
| Заказчик |
Российский научный фонд
|
| Федеральная программа |
Отсутствует
|
| Госпрограмма |
—
|
| Основание НИОКТР |
Грант
|
| Последний статус |
2025-09-16 06:29:16 UTC, 2025-09-16 06:29:16 UTC
|
| ОКПД |
Работы оригинальные научных исследований и экспериментальных разработок в области естественных и технических наук, кроме биотехнологии
|
| Отраслевой сегмент |
—
|
| Минздрав |
—
|
| Межгосударственная целевая программа |
—
|
| Ключевые слова |
неравновесная сверхпроводимость; обратный эффект Фарадея; увлечение электронов фотонами; структуры сверхпроводник – ферромагнетик; электромагнитный отклик
|
| Соисполнители |
—
|
| Типы НИОКТР |
Поисковое (ориентированные фундаментальные) исследование
|
| Приоритетные направления |
—
|
| Критические технологии |
—
|
| Рубрикатор |
29.19.29 - Сверхпроводники; 29.19.03 - Теория конденсированного состояния
|
| OECD |
—
|
| OESR |
Физика конденсированного состояния (включая физику твердого тела, сверхпроводимость)
|
| Приоритеты научно-технического развития |
а) переход к передовым технологиям проектирования и создания высокотехнологичной продукции, основанным на применении интеллектуальных производственных решений, роботизированных и высокопроизводительных вычислительных систем, новых материалов и химических соединений, результатов обработки больших объемов данных, технологий машинного обучения и искусственного интеллекта;
|
| Регистрационные номера |
—
|
