Сверхпроводниковая электроника

Уникальные физические характеристики джозефсоновских переходов и сквидов (SQUID, Superconducting Quantum Interference Device) позволяют достигать предельно высокой чувствительности в очень широком частотном диапазоне: от постоянного тока до сотен гигагерц и выше. Однако низкая линейность и малый динамический диапазон препятствуют созданию на их основе высокоэффективных широкополосных устройств, отвечающих требованиям прикладных задач. Для решения этой проблемы были разработаны и реализованы сверхпроводящие квантовые решетки (SQA, Superconducting Quantum Array), позволяющие существенно расширить (до 100 дБ) динамический диапазон линейного преобразования магнитного сигнала в напряжение (патент 2017 года с приоритетом от 2015 года). На основе таких структур  были разработаны широкополосные электрически малые антенны активного типа, способные одновременно принимать и усиливать  электромагнитные сигналы в полосе от нескольких герц до десятков гигагерц (и потенциально выше). Каждая такая антенна способна заменить целый набор обычных, пассивных, антенн с ограниченной полосой принимаемых частот. Это открывает новые возможности в создания широкополосных приемных систем с прямой оцифровкой сигналов.

Руководитель направления:  профессор, д.ф.-м.н. Корнев Виктор Константинович

Сверхпроводниковая электроника

  • высокочувствительные детекторы и приемники (квантовый предел чувствительности) на основе SQUID-ов; неразрушающие измерения;
  • широкополосные электрически малые антенны активного типа;
  • цифровые устройства и процессоры на основе быстрой одноквантовой логики (RSFQ), в которых носителями логической информации являются одиночные кванты магнитного потока, с тактовой частотой до 100 ГГц и рекордно малым энерговыделением ~10-19 Дж на одно переключение джозефсоновского элемента.
  • сверхпроводниковые квантовые биты (кубиты) для создания квантовых компьютеров.

Темы курсовых работ для студентов второго курса 

Развитие физических основ построения широкополосных сверхпроводящих активных антенн

Руководитель проекта: асс., к.ф-м.н. Колотинский Николай Васильевич

Основной научной задачей данного проекта является дальнейшее развитие физических основ построения широкополосных активных сверхпроводящих приемных антенн.

В рамках выполнения данного проекта будут разработаны и впервые экспериментально протестированы прототипы активных сверхпроводящих устройств на основе единичных ячеек оптимизированных би-сквидов, а также прототипы сверхпроводящих антенных систем активного типа с концентраторами/трансформаторами магнитного потока.

Подробнее...