Ученые из Физико-технического института им. А. Ф. Иоффе РАН (ФТИ им. А. Ф. Иоффе, Петербург) создадут новый класс систем на основе карбида кремния (SiC), которые станут основой для новых видов миниатюрных сенсоров с высоким уровнем пространственного разрешения и быстродействия. Об этом ТАСС в четверг сообщил руководитель проекта по гранту Российского научного фонда, заведующий лабораторией микроволновой спектроскопии кристаллов ФТИ им. А. Ф. Иоффе Павел Баранов.

"Господствующим технологическим сценарием является уменьшения числа электронов, необходимых для работы прибора, вплоть до одного электрона. Сейчас в мире пытаются строить микроэлектронику по новым принципам, создавать приборы из отдельных квантовых "кубиков" (кубитов) на атомном уровне. Имеется несколько актуальных направлений исследований, которые предполагается реализовать в нашем проекте, например, создание сенсоров с наноразмерным пространственным разрешением", - сказал Баранов.

Области применения

По словам ученого, с помощью такого сенсора можно будет, например, проводить магнитно-резонансную томографию (МРТ) с наноразмерным пространственным разрешением, то есть в молекулярных масштабах в условиях окружающей среды. Например, станет возможно проводить МРТ коронавируса или бактерии, что невозможно получить существующими методами. Также станет возможным наноразмерное зондирование электрических и температурных полей (в дополнение к магнитным полям в клетках, нейронах и других системах), например, получится измерить температуру отдельной клетки. Кроме того, новые материалы могут использоваться для создания элементарной базы для квантового компьютера.

"При этом карбид кремния рассматривается в качестве одного из основных материалов для реализации новых технологий. В данном проекте мы будем заниматься выращиванием кристаллов карбида кремния различных политипов. ФТИ им. А.Ф. Иоффе обладает такой технологической базой. Более того, общепризнано в мире, что технология роста карбида кремния была разработана в Санкт-Петербурге - в университете "ЛЭТИ" и ФТИ им. А. Ф. Иоффе", - отметил Баранов.

Он добавил, что участники проекта первыми в мире предложили использовать квантовые центры в карбиде кремния в спинтронике и в качестве элементной базы для квантовых вычислений с созданием источников одиночных фотонов в ИК диапазоне, совместимом с современными телекоммуникационными технологиями, а также с полосой прозрачности биологических систем.

"В рамках исследования будут изучены различные квантовые эффекты для нового класса структур и созданы приборы для фиксации этих эффектов. Кроме того, квантовые вычисления открывают огромные перспективы для эффективного решения некоторых из самых сложных задач вычислительной науки, таких как целочисленная факторизация, дискретные логарифмы, квантовое моделирование, которые невозможно решить на любом современном компьютере", - рассказал ученый.