Наноструктуры

Наноструктуры являются элементарными “кирпичиками”, из которых строятся все устройства наноэлектроники, нанофотоники, наномеханики. В тех же терминах, низкоразмерные системы электронов являются заготовками для изготовления “кирпичиков”-наноструктур. Однако, что наиболее важно для исследований в области конденсированного состояния, низкоразмерная система  электронов толщиной порядка Фермиевской длины волны (~10-30нм) является искусственным макроскопическим квантовым объектом, идеальным для фундаментальных физических исследований. На этих объектах были открыты такие эффекты, как целочисленный и дробный квантовый эффект Холла, чередующиеся переходы между состояниями диэлектрика и квантованного Холловского проводника, Холловский изолятор, коллективное состояние изолятора (пиннингованный Вигнеровский кристалл) и др. Этот список далеко не завершен и многие эффекты проявляющиеся в наноструктурах еще предстоит исследовать и понять.

В лаборатории СКЭС исследуют наноструктуры — многослойные сверхрешетки GaAs-AlGaAs, генерирующие излучение ТГц диапазона. Исследуются одноэлектронные транзисторы и основанные на них различные устройства. Особенно интересна зарождающаяся область наномеханики. В частности, совместно с университетом Ланкастера создан и исследуется наноэлектромеханический преобразователь механических колебаний в электрические. Прибор размерами менее 1 мкм представляет собой сверхпроводящий одноэлектронный транзистор, изготовленный на подвешенной механической 100МГц- колебательной системе — Al-мостике длиной около 500нм и толщиной 30нм. Такое устройство является квантовой системой, имеющей механическую степень свободы. Чтобы изучать крайне интересную квантовую физику одноэлектронных наноструктур, не замаскированную тепловыми эффектами, в лаб. СКЭС используются температуры мК-диапазона.