Квантовая сверхпроводящая наноэлектроника (семинар наставника)

Магистратура 2022/2023

Статус: Курс по выбору (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, Вагов Алексей Вячеславович, Васенко Андрей Сергеевич, Кроитору Михаил Дмитриевич, Попова Елена Арнольдовна, Пугач Наталия Григорьевна, Шаненко Аркадий Аркадьевич

Прогр. обучения: Наноэлектроника и квантовые технологии

Язык: русский

Кредиты: 3

Контактные часы: 36

Полная версия программы учебной 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

Активность на семинарах
Коллоквиум
Активность на семинарах
Оценка складывается из активности на занятиях А и контрольных точек К : П=ROUND{0,5*A+0,5*K}, A=SUM{Ai}/Na K=SUM{Ki}/Nк Ai - оценка за i-ое занятие, Na - количество занятий Кi - оценка за i-ую точку контроля, Nк - количество точек контроля Форма (контрольная работа, презентация, домашнее задание) и количество точек контроля определяются преподавателем. Итоговая формула по курсу И=ROUND{SUM(Пi)/Nп} Пi - оценка за i-ый модуль Nп - количество модулей
Контрольная работа
Презентация
Домашнее задание

Промежуточная аттестация

2021/2022 учебный год 4 модуль
0.4 * Активность на семинарах + 0.6 * Коллоквиум
2022/2023 учебный год 3 модуль
0.15 * Домашнее задание + 0.15 * Презентация + 0.5 * Активность на семинарах + 0.2 * Контрольная работа

Список литературы

Авторы

Арутюнов Константин Юрьевич
Романова Татьяна Валентиновна
Пугач Наталия Григорьевна
Васенко Андрей Сергеевич
Шаненко Аркадий Аркадьевич

Программа дисциплины