Магистратура 2024/2025

Квантовая наноэлектроника и материалы (семинар наставника)

Статус: Курс обязательный (Прикладная электроника и фотоника)

Направление: 11.04.04. Электроника и наноэлектроника

Кто читает: Департамент электронной инженерии

Где читается: Московский институт электроники и математики им. А.Н. Тихонова

Когда читается: 2-й курс, 1-3 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Охват аудитории: для своего кампуса

Преподаватели: Арутюнов Константин Юрьевич, Кроитору Михаил Дмитриевич, Попова Елена Арнольдовна

Прогр. обучения: Прикладная электроника и фотоника

Язык: русский

Кредиты: 6

Программа дисциплины

Аннотация

Курс направлен на получение студентами базовых знаний по физике сверхпроводимости применительно к современной и быстро развивающейся области сверхпроводящих наноматериалов и их применений. Для успешного прохождения курса студент должен быть знаком с основными положениями классической и квантовой физики, а также - с методами современного физического исследования. Знания, полученные при изучении курса, могут быть использованы при изучении таких дисциплин, как электротехника, электроника, метрология и т.д. При обучении предусмотрен контроль знаний студентов в виде обсуждений на занятиях и коллоквиума.

Цель освоения дисциплины

• Формирование представлений об основах физики сверхпроводимости;
• Получение базовых знаний по основным прикладным вопросам сверхпроводимости;
• Формирование профессиональных компетенций, связанных с использованием полученных знаний в дальнейшей производственной деятельности.

Планируемые результаты обучения

• знает основные модельные представления, описывающие явление сверхпроводимости;
• знает основные феноменологические положения физики сверхпроводимости;
• знает основные эффекты и приложения сверхпроводимости;
• решает типовые прикладные задачи.
• решает типовые прикладные задачи.

Содержание учебной дисциплины

• Тема 1. Введение. Основные феноменологические проявления сверхпроводимости. Термодинамика сверхпроводников. Эффект Мейсснера.
• Тема 2. Представление об основных моделях, описывающих явление сверхпроводимости: модель Лондонов, основы теории БКШ.
• Тема 3. Модель Гинзбурга-Ландау. Квантование потока. Эффект Литтла-Паркса.
• Тема 4. Сверхпроводники I-го и II-го рода, их поведение в магнитном поле. Первое и второе критическое поле. Промежуточное состояние. Вихри Абрикосова. Вихревое состояние.
• Тема 5. Эффекты близости в контакте сверхпроводника с несверхпроводником. Сосуществование ферромагнетизма и сверхпроводимости. Основы сверхпроводящей спинтроники.
• Тема 6. Низкоразмерный магнетизм.
• Тема 7. Эффект Джозефсона. СКВИД. Применение эффекта Джозефсона.
• Тема 8. Джозефсоновская логика и RSFQ. Сверхпроводящие кубиты, основы квантовых вычислений.
• Тема 9. Флуктуации в сверхпроводниках. Неравновесная сверхпроводимость.
• Тема 10. Болометры на холодных/горячих электронах.
• Тема 11. Новые сверхпроводящие материалы и ВТСП.

Элементы контроля

• Тест 11
• Презентация 1
• Тест 12
• Активность 12
• Тест 13
• Активность 13
• Тест 14
• Активность 14
• Тест 21
• Презентация 2
• Тест 22
• Активность 22
• Тест 23
• Активность 23
• Экзамен 1
• Активность 21
• Экзамен 2

Промежуточная аттестация

• 2023/2024 учебный год 4 модуль
  0.06 * Активность 12 + 0.06 * Активность 12 + 0.07 * Активность 13 + 0.07 * Активность 13 + 0.07 * Активность 14 + 0.07 * Активность 14 + 0.1 * Презентация 1 + 0.1 * Презентация 1 + 0.075 * Тест 11 + 0.075 * Тест 11 + 0.075 * Тест 12 + 0.075 * Тест 12 + 0.075 * Тест 13 + 0.075 * Тест 13 + 0.075 * Тест 14 + 0.075 * Тест 14 + 0.4 * Экзамен 1 + 0.4 * Экзамен 1
• 2024/2025 учебный год 3 модуль
  0.06 * Активность 21 + 0.06 * Активность 21 + 0.07 * Активность 22 + 0.07 * Активность 22 + 0.07 * Активность 23 + 0.07 * Активность 23 + 0.1 * Презентация 2 + 0.1 * Презентация 2 + 0.1 * Тест 21 + 0.1 * Тест 21 + 0.1 * Тест 22 + 0.1 * Тест 22 + 0.1 * Тест 23 + 0.1 * Тест 23 + 0.4 * Экзамен 2 + 0.4 * Экзамен 2

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

• Абрикосов, А. А. Основы теории металлов : учебное пособие / А. А. Абрикосов. — 2-е изд. — Москва : ФИЗМАТЛИТ, 2010. — 600 с. — ISBN 978-5-9221-1097-6. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/2093 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.
• Введение в физику сверхпроводников : учеб. пособие для вузов, Шмидт, В. В., 1982
• Основы теории металлов, Абрикосов, А. А., 1987

Рекомендуемая дополнительная литература

• Квантовые вычисления и квантовая информация, Нильсен, М., 2006
• Системы с джозефсоновскими контактами : основы теории, Лихарев, К. К., 1978

Авторы

• Шаненко Аркадий Аркадьевич
• Кроитору Михаил
• Вагов Алексей Вячеславович
• Пугач Наталия Григорьевна
• Романова Татьяна Валентиновна
• Арутюнов Константин Юрьевич
• Васенко Андрей Сергеевич
• Попова Елена Арнольдовна