Теория сильно неупорядоченных и неоднородных сверхпроводников

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 20-12-00361

НазваниеТеория сильно неупорядоченных и неоднородных сверхпроводников

Руководитель Скворцов Михаил Андреевич, Доктор физико-математических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теоретической физики им. Л.Д. Ландау Российской академии наук , Московская обл

Конкурс №45 - Конкурс 2020 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-201 - Теория конденсированного состояния

Ключевые слова сверхпроводимость, беспорядок, флуктуации, мезоскопика, микроволновый отклик, переход сверхпроводник-изолятор, сверхиндуктивность, поглощение ультразвука

Код ГРНТИ29.19.29

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Проект направлен на комплексное теоретическое описание свойств неоднородных сверхпроводников и включает в себя три взаимосвязанных направления исследований: A) исследование влияния мезоскопических и баллистических эффектов на термодинамические свойства неупорядоченных сверхпроводников, В) построение теории электромагнитного отклика неоднородных сверхпроводников, С) развитие теории высокочастотной диссипации в сильно неупорядоченных сверхпроводниках. Перечисленные направления являются взаимно комплементарными и в целом представляют собой проект масштабного исследования низкотемпературных свойств неупорядоченных и низкоразмерных сверхпроводников. Актуальность тематики проекта обусловлена двумя обстоятельствами: 1) логикой развития научных исследований по экспериментальной и теоретической физике сверхпроводимости сильно неупорядоченных проводников (с том числе вблизи квантового фазового перехода в состояние изолятора), в которых в последние годы обнаружен целый ряд новых явлений, не встречавшихся ранее при изучении более традиционных сверхпроводящих материалов, и 2) потребностями технологии современных сверхпроводящих квантовых устройств — квантовых детекторов излучения (включая однофотонные), квантовых битов на сверхпроводниках и др., для создания которых все чаще используются сверхпроводящие тонкопленочные материалы с аномально высоким сопротивлением нормального состояния, приближающимся к сверхпроводящему кванту сопротивления 6.45 кОм в расчете на квадрат пленки. Подобные материалы обладают рядом специальных свойств, и в частности — их сверхпроводящие свойства неустранимым образом неоднородны, т. е. различаются в разных частях одной и той же пленки. Эти неоднородности проявляются на масштабах порядка десятка нанометров и более, и являются следствием фундаментальных квантовых явлений, таких как мезоскопические флуктуации сопротивления и связанные с ними пространственные флуктуации силы сверхпроводящего спаривания. В рамках предлагаемого проекта предполагается развить количественную теорию макроскопических свойств таких сверхпроводников, как то: термодинамических свойств (критическая температура), туннельных характеристик (плотность состояний), сверхпроводящего отклика (кинетической индуктивности), и диссипативных свойств (поглощение микроволнового излучения и ультразвука). Научная новизна проекта определяется отсутствием какой-либо (даже приближенной) теории перечисленных выше явлений, несмотря на наличие большого числа экспериментальных данных.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Антоненко Д. С., Халаф Е., Островский П. М., Скворцов М. А. Mesoscopic conductance fluctuations and noise in disordered Majorana wires Physical Review B, 102, 195152 (год публикации - 2020)
10.1103/PhysRevB.102.195152

2. Семенов А. Д., Сидорова М., Скворцов М. А., Кузьмин А., Ильин К., Зигель М. Local thermal fluctuations in current-carrying superconducting nanowires Physical Review B, 102, 184508 (год публикации - 2020)
10.1103/PhysRevB.102.184508

3. Антоненко Д. С., Скворцов М. А. Подавление сверхпроводимости в неупорядоченных пленках:конкуренция двумерной диффузии и трехмерной баллистики Письма в ЖЭТФ, 112, 466 (год публикации - 2020)
10.31857/S1234567820190064

4. Степанов Н. А., Скворцов М. А. Ляпуновская экспонента в задаче Уитни со случайной накачкой Письма в ЖЭТФ, 112, 394 (год публикации - 2020)
10.31857/S1234567820180093

5. Карбиллет К., Шерке В., Скворцов М. А., Фейгельман М. В., Дебонтриддер Ф., Иоффе Л. Б., Столяров В. С., Ильин К., Зигель М., Ноус К., Родичев Д., Крен Т., Брун К. Spectroscopic evidence for strong correlations between local resistance and superconducting gap in ultrathin NbN films Physical Review B, 102, 024504 (год публикации - 2020)
10.1103/PhysRevB.102.024504

6. Побойко И. В., Фейгельман М. В. Двумерное кулоновское стекло как модель пиннинга вихрей в сверхпроводящих пленках Письма в ЖЭТФ, 112, 251 (год публикации - 2020)
10.31857/S1234567820160065

7. Смит М., Андреев А. В., Фейгельман М. В., Спивак Б. З. Conductivity of superconductors in the flux flow regime Physical Review B, 102, 180507 (год публикации - 2020)
10.1103/PhysRevB.102.180507

8. Хвалюк А. В., Фейгельман М. В. Distribution of the order parameter in strongly disordered superconductors: An analytic theory Physical Review B (год публикации - 2022)

9. Смит М., Андреев А. В., Спивак Б. З. Giant magnetoconductivity in noncentrosymmetric superconductors Physical Review B, 104, L220504 (год публикации - 2021)
10.1103/PhysRevB.104.L220504

10. Степанов Н.А., Скворцов М.А. Inverted pendulum driven by a horizontal random force: statistics of the never-falling trajectory and supersymmetry SciPost Physics, 13, 021 (год публикации - 2022)
10.21468/SciPostPhys.13.2.021

11. Ходаева У.Е., Скворцов М.А. Vortex core near planar defects in a clean layered superconductor Physical Review B, 105, 134504 (год публикации - 2022)
10.1103/PhysRevB.105.134504

12. Антоненко Д. С., Халаф Е., Островский П. М., Скворцов М. А. Anderson localization at the boundary of a two-dimensional topological superconductor Physical Review B, 107, 075417 (год публикации - 2023)
10.1103/PhysRevB.107.075417

Публикации