Основные результаты научной деятельности

1974–1984 гг.

• Исследованы неравновесные свойства сверхпроводников под действием оптической накачки и токовой туннельной инжекции. В результате этих работ было открыто и изучено новое явление - переход сверхпроводника в пространственно - неоднородное состояние при превышении критической концентрации неравновесных квазичастиц.

• Построена модель электронного спектра металла, учитывающая гибридизацию локализованных и квазисвободных электронных состояний. Модель предсказывает:
  -повышение температуры перехода в сверхпроводящее состояние при наличии такой гибридизации;
  -расщепление полос поглощения межзонных переходов при приближении уровня Ферми к энергии     локализованного состояния. Экспериментально обнаружено расщепление полосы поглощения в сверхпроводнике с высокой Т_с Nb₃Sn.

• Экспериментально доказано определяющее влияние на свойства микромостиков из высокотемпературных сверхпроводников движения и пиннинга вихревых нитей; обнаружены явления, родственные как слабой, так и сильноточной сверхпроводимости. Создана вихревая модель поведения таких мостиков.
  
  
  

1985-1987 гг.

• Предложен и разработан новый тип сверхпроводящих Джозефсоновских контактов на основе нитевидных монокристаллов. Впервые получены данные о высокочастотных свойствах таких контактов.
• Получены эпитаксиальные пленки сверхпроводящего соединения Nb₃Ge. Достигнута рекордная температура перехода в сверхпроводящее состояние для того времени (Nb₃Ge, Т_с=24 К). 
• Обнаружено возникновение резистивных доменов (нормальных областей) и их систем в сверхпроводниках второго рода при разрушении сверхпроводимости током. Обнаружено скачкообразное исчезновение таких доменов при разности приложенного потенциала, кратной энергетической щели сверхпроводника. Предложена модель явления, согласующаяся с концепцией «элементарного» резистивного домена.
• Впервые получены монокристаллические ниобиевые волокна длиной до 300 мкм диаметром 6-10 мкм.
• На основе измерений температурной зависимости критического магнитного поля получена зависимость плотности электронных состояний вблизи энергии Ферми от удельного сопротивления образцов Nb₃Sn. Экспериментальные данные позволили определить ширину пика плотности электронных состояний как кристаллических, так и аморфизированных образцов. Получены данные о влиянии на свойства Nb₃Sn второго пика плотности электронных состояний и энергетического расстояния между пиками, которые согласуются с теоретическими расчетами.
• Получены новые данные о свойствах сверхпроводящего нитрида ниобия NbN со структурой В1.
• Получены пленки NbN с разной длиной свободного пробега электронов (разной концентрацией электронов проводимости) и микромостики на их основе.
• Установлено, что соединение NbN имеет очень малую эффективную концентрацию электронов проводимости (порядка 10²⁰ см^-3), несмотря на высокие значения критических параметров.
• Обнаружено, что температура перехода в сверхпроводящее состояние Т_с растет с уменьшением концентрации электронов проводимости. Показано, что предельное значение Т_с не ниже 18.4 К.
• Впервые определены диэлектрические постоянные пленок нитрида ниобия в миллиметровой области спектра (при комнатной и азотной температурах). Обнаружено, что действительная часть высокочастотной проводимости близка к статической по величине и по температурной зависимости. Найдено, что отношение действительной и мнимой частей высокочастотной проводимости порядка единицы.
• Впервые получены зависимости характеристик микромостиков из нитрида ниобия от температуры и магнитного поля. Показано, что экспериментальные результаты удовлетворительно описываются вихревой моделью и не согласуются с моделью Джозефсоновских сред.
• Создан квантовый интерферометр на основе Nb₃Sn, работающий при водородных температурах.
• Впервые в СССР разработан и изготовлен сверхпроводящий квантовый магнитометр, предназначенный для измерения магнитной восприимчивости образцов малых размеров и пленок в слабых полях. Для повышения чувствительности в магнитометре использован двойной соленоид рабочего поля с замороженным потоком, индуктивно связанный с трансформатором потока СКВИДа.
• Получено упорядоченное движение групп квантованных вихрей в сверхпроводящих гофрированных мостиковых контактах при воздействии внешнего электромагнитного излучения.
• Впервые получен термомодуляционный оптический спектр сверхпроводящего карбида ниобия. На его основе определены важнейшие электронные характеристики карбида ниобия: концентрация электронов проводимости, частоты релаксации электронов, величины энергетических щелей.
• Предложены и осуществлены оригинальные методики изготовления сверхпроводящих пленок (лазерное реактивное распыление, NbC) и элементов сверхпроводниковой электроники (лазерное травление, совместно с лабораторией лазерной плазмы).
  

 

1987 г.

В 1987 г. начаты исследования по высокотемпературной сверхпроводимости, которые продолжаются до настоящего времени.

• Разработана технология синтеза и получены образцы ВТСП-соединений различных классов и изучены их структурные свойства.
• На керамике La_2-xSr_xCuO₄ достигнута температура перехода в сверхпроводящее состояние 49 К, превышающая все известные на тот период данные (февраль 1987 г.).
• В начале марта 1987 г. в лаборатории была синтезирована керамика YBaCuO с Т_с=93 К. Начало заметного уменьшения сопротивления таких образцов наблюдалось при температуре, превышающей 100 К (в настоящее время это явление связывается с появлением псевдощели). Эти результаты были получены до того, как стало известно о работе сотрудников Алабамского и Хьюстонского университетов (США), в которой описана методика получения сверхпроводящей иттриевой керамики другого состава с переходом при 93 К. Наши результаты докладывались на Общемосковском семинаре В.Л. Гинзбурга 11 марта 1987 г. с подробным изложением технологии получения образцов. Эта информация, несомненно, позволила быстро синтезировать образцы высокотемпературной сверхпроводящей иттриевой керамики в других институтах нашей страны.
• Впервые было установлено, что легирование иттриевой керамики редкоземельным элементом - лютецием -  практически не ухудшает ее свойств, а для некоторых составов приводит даже к заметному сужению перехода в сверхпроводящее состояние.
• Впервые было показано, что полное замещение иттрия лютецием дает соединение, сверхпроводящее в жидком азоте (Т_с>77,4 K). Т.е. была создана первая высокотемпературная сверхпроводящая керамика на основе редкоземельного элемента с Т_с>77,4 K. Тем самым был открыт класс высокотемпературных редкоземельных сверхпроводящих керамик. Позже были синтезированы и другие ВТСП соединения этого класса – керамики на основе европия, гадолиния, гольмия, эрбия, иттербия.
• Получены образцы высокотемпературной сверхпроводящей керамики BiSrCaCuO c T_c=70-80 K (основная фаза). Определена концентрационная зависимость T_c. Образцы содержали небольшое количество (1%-2%) сверхпроводящей фазы с T_c=110-120 K. Доклад представлен на Международной конференции по ВТСП в Интерлакене (Швейцария, 28 февраля-4 марта 1988 г.). Впервые результаты доложены на Общемосковском семинаре В.Л. Гинзбурга 17 февраля 1988 г.
• Получены данные о влиянии давления и радиационного облучения на критическую температуру ряда ВТСП соединений.
• Изучены магнитные свойства купратных ВТСП с различными редкоземельными ионами (РЗ) в диапазоне магнитных полей до 30Т. Найдено, что в этих ВТСП РЗ-подсистема практически не взаимодействует со сверхпроводящей, что свидетельствует о двумерном характере распределения электронной плотности.
• Методом смещений рентгеновских линий изучена электронная структура Се и Nd в электроно-допированном ВТСП Nd_2-xСе_хCuO₄ и установлено, что их валентности в этом соединении близки, соответственно, к 4 и 3. С учетом дырочного характера проводимости Nd_2-xСе_хCuO₄ при низких температурах, этот факт свидетельствует о необычном механизме допирования в электроно-допированных ВТСП. Исследован линейный по температуре вклад в низкотемпературную теплоемкость ВТСП YBaCuO и (РЗ)BaCuO и зависимость величины этого вклада от типа РЗ-иона. Установлено, что величина этого вклада возрастает в десятки раз при замещении немагнитного Y на магнитные РЗ-ионы. Данный факт позволяет связать наблюдаемый линейный вклад со взаимодействием квазичастиц, несущих спин, с флуктуациями намагниченности РЗ подрешетки.
• Исследованы свойства ВТСП в сверхвысоких импульсных магнитных полях. Разработаны методики и впервые проведены измерения верхнего критического магнитного поля Нс₂ для иттриевых и висмутовых ВТСП при низких температурах (совместно с ВНИИЭФ, г. Арзамас).
• Исследованы осцилляции магнитной восприимчивости (эффект де Гааза-ван Альфена ) в ВТСП YBaCuO, определены параметры поверхности Ферми этого соединения (совместно с ВНИИЭФ, г. Арзамас).
• Разработана методика реактивного лазерного распыления для получения пленок высокотемпературных сверхпроводников. Осаждение пленок проводится без дополнительного отжига (метод in situ). Приготовлены пленки целого ряда ВТСП соединений на различных подложках.
• На пленках HoBa₂Cu₃O₇ достигнут критический ток 2,6·10⁶ А/см² при температуре жидкого азота (77,4 К). Даже пленки толщиной 50 нм имели критток 10⁶ А/см² при температуре 77,4 К.
• Развита модель ВТСП, основанная на предложенном механизме формирования в них двухатомных отрицательных U- центров. Модель позволяет дать объяснение многим аномальным свойствам ВТСП, включая: особенности фазовых диаграмм этих соединений, зависимость концентрации носителей от температуры и допирования, линейную температурную зависимость сопротивления и частотную зависимость оптической проводимости, зависимость Т_с и температуры открытия псевдощели Т* от допирования и др. Дано объяснение природы псевдощелевых аномалий и механизма возникновения магнитных спиновых текстур.

 

2005 г.

Отрицательное тепловое расширение в ВТСП.

• Обнаружено аномальное (отрицательное) тепловое расширение в области низких температур в монокристаллах ВТСП системы Bi₂Sr_2-xLa_xCuO₆ с разным уровнем легирования.
• Обнаружено проявление псевдощели в тепловом расширении купратных ВТСП систем на основе висмута.
• Предложена физическая модель, объясняющая аномальное (отрицательное) тепловое расширение в ВТСП системах при низких температурах. Модель основана на стабилизирующей роли волны зарядовой плотности в кислородной подрешётке, возникающей вследствие спин-пайерлсовского и антиферромагнитного упорядочения в подрешётке ионов меди в ВТСП системах.

Многослойные сверхпроводящие структуры.

• Разработан метод расчета критического состояния многослойных сверхпроводящих структур.
• А.Н.Лыков, А.Ю.Цветков, Г.Ф.Жарков. Расчет критического состояния слоистых структур, основанный на численном решении уравнений Гинзбурга-Ландау для сверхпроводящих пластин. ЖЭТФ, 126, в.8, 392-402 (2005).
• A.N.Lykov, A.Yu.Tsvetkov. Critical State Simulation of the Superconducting Layered Structures based on Numerical Solution of the Ginzburg-Landau Equations. Труды международной конференции по физике низких температур LT24 (2005г., принято к публикации).
• Изучены особенности проявления эффекта памяти и пик-эффекта в многослойных сверхпроводящих структурах Nb/Pd. Выяснена природа этих эффектов.
• S.Yu.Gavrilkin, A.N.Lykov, A.Yu.Tsvetkov, Yu.V.Vishniakov, C.Attanasio, C.Cirillo, S.L.Prischepa. Angular Effects of Critical Current in Nb/Pd Multilayer Structures. Труды международной конференции по физике низких температур LT24 (2005г., принято к публикации).

Переход Березинского-Костерлица-Таулеса.

• Обнаружен переход Березинского-Костерлица-Таулеса в монокристаллах YBa₂Cu₃O_7-х.
• М.А.Васютин, А.И.Головашкин, Г.И.Кузнецов, Н.Д.Кузьмичев. Переход Березинского-Костерлица-Таулеса в монокристаллах YBa₂Cu₃O_7-x. Краткие сообщения по физике, ФИАН, Москва (2005, принята в печать).

• М.А.Васютин, А.И.Головашкин, Н.Д.Кузьмичев. Экспериментальное наблюдение перехода Березинского-Костерлица-Таулеса в монокристаллах YBa₂Cu₃O_7-x. ФТТ (2005, в печати).

MgB₂.

• Измерены температурные зависимости верхних критических магнитных полей Нс₂(Т) образцов двузонного ВТСП MgB₂ с разным уровнем дефектов. Определена зависимость верхнего критического магнитного поля Hc₂ от величины остаточного удельного сопротивления для двухзонного высокотемпературного сверхпроводника MgB₂.
• Впервые получен модуляционный оптический спектр ВТСП MgB₂ с использованием метода модуляции длины волны излучения. Обнаружена энергетическая щель 1.8 эВ.

• А.М.Герасимов, А.И.Головашкин, О.М.Иваненко, А.П.Коротков. Получение модуляционных оптических спектров MgB₂ с использованием метода -модуляции. Краткие сообщения по физике, ФИАН, Москва N6, 33-38 (2005).
• Определена зависимость верхнего критического магнитного поля Hc₂ (поле параллельно оси «с») от величины остаточного удельного сопротивления ρ_n для двухзонного высокотемпературного сверхпроводника MgB₂. Получены прямые оценки параметров носителей двумерной -зоны MgB₂, включая скорость Ферми и длину когерентности. С учетом представлений о зонной структуре MgB₂ из зависимости наклона -dHc₂/dT от _n определена также величина плотности электронных состояний -электронов на уровне Ферми.
• С.И.Красносвободцев, А.В.Варлашкин, А.И.Головашкин, Н.П.Шабанова. Зависимость верхнего критического магнитного поля от дефектности и параметры электронной структуры MgB₂. ФТТ 47, в.9, 1541-1545 (2005).

Датчик магнитного поля.

• Предложен и разработан простой чувствительный датчик магнитного поля на основе поликристаллического образца ВТСП соединения YBa₂Cu₃O_7-x. Датчик предназначен для измерения слабых магнитных полей, имеет чувствительность, несколько меньшую, чем СКВИД, но прост и удобен в обращении (гр. А.И.Головашкина).
• А.И.Головашкин, Г.И.Кузнецов, Н.Д.Кузьмичев, В.В.Славкин. Магнитно-полевые и температурные свойства намагничивания слабыми магнитными полями гранулярных высокотемпературных сверхпроводников YBa₂Cu₃O_7-x. Краткие сообщения по физике, ФИАН, Москва (2005, принята в печать).
• А.И.Головашкин, Н.Д.Кузьмичев, В.В.Славкин. Высокотемпературный датчик магнитного поля на основе поликристалла YBa₂Cu₃O_7-x. Прикладная физика (2005, принята в печать).
• А.И.Головашкин, Н.Д.Кузьмичев, В.В.Славкин. Простое чувствительное устройство для измерения слабых магнитных полей на основе высокотемпературного сверхпроводящего иттриевого купрата. ЖТФ (2005, в печати).

Пленки ВТСП.

• Определены условия осаждения гладких эпитаксиальных пленок ВТСП соединений с помощью скоростной фильтрации частиц при импульсном лазерном испарении.
• А.В.Варлашкин, С.И.Красносвободцев, Н.П.Шабанова Напыление гладких пленок YBa₂Cu₃O_7- твердотельным АИГ:Nd³⁺ лазером. ЖТФ (2005, в печати).

 

2006 г.

Псевдощель.

• Обнаружено проявление псевдощели в тепловом расширении купратных ВТСП систем на основе висмута и нелинейных магнитных свойствах ВТСП YBa₂Cu₃O₇.
•  Дано объяснение возникновению псевдощели в недодопированных ВТСП. Для конкретного соединения YBa₂Cu₃O_6+х рассчитана зависимость температуры открытия псевдощели Т* от уровня допирования х, которая согласуется с экспериментом.
  
  

Пространственно-неоднородное состояние в ВТСП.

• Обнаружено пространственно-неоднородное состояние в ВТСП монокристаллах Ba_1-хK_хBiO₃.

Переход Березинского-Костерлица-Таулеса в ВТСП.

• Предложен более простой и надежный способ определения температуры перехода Березинского-Костерлица-Таулеса T_BKT в монокристаллах высокотемпературных сверхпроводников. Метод основан на исследовании температурных и токовых зависимостей амплитуд высших гармоник напряжения, обусловленных нелинейностью вольтамперных характеристик.

Отрицательное тепловое расширение в ВТСП.

• Обнаружено аномально сильное влияние магнитных полей 2-4 Тесла на область отрицательного теплового расширения (Т=10-20К) монокристаллов системы Bi₂Sr_2­-xLa_xCuO₆. Показано, что аномалия исчезает в передопированном образце. Впервые получены данные о влиянии экранировки поля, замороженного поля, уровня легирования, дефектов и вакансий кислорода на область аномалии теплового расширения.
• На основе развитой ранее физической модели аномального (отрицательного) теплового расширения ВТСП систем при низких температурах, основанной на сверхструктурном упорядочении кислородной подрешетки, объяснено сильное влияние магнитного поля и легирования на коэффициент теплового расширения в этой области температур.
  

Пленки ВТСП.

• Разработана методика получения гладких эпитаксиальных пленок ВТСП на различных подложках с помощью скоростной фильтрации частиц при импульсном лазерном испарении. Оптимизация режимов скоростной фильтрации позволила снизить температуру осаждения, улучшить качество поверхности, повысить однородность пленок. Показано, что разработанная методика осаждения практически полностью устраняет макрочастицы из потока осаждаемого вещества.
• Получены эпитаксиальные пленки нового высокотемпературного сверхпроводника MgB₂. Определены важнейшие физические параметры этого двухзонного высокотемпературного сверхпроводника. Получены температурные зависимости верхнего критического магнитного поля Нс₂ образцов MgB₂ с различной дефектностью. Показано, что зависимость Нс₂ от остаточного удельного сопротивления можно описать с помощью теоретических представлений о верхнем критическом магнитном поле однозонных сверхпроводников.
  

Ниобий и многослойные структуры на его основе.

• Выяснена взаимосвязь критических параметров сверхпроводящих пленок ниобия с их микроструктурой.
• Изучены особенности проявления эффекта памяти и пик-эффекта в сверхпроводящих многослойных структурах Nb/Pd. Выяснена природа этих эффектов.
• Разработан метод расчета критического состояния многослойных сверхпроводящих структур, основанный на численном решении уравнений Гинзбурга-Ландау.

Модель ВТСП.

• Построена физическая модель высокотемпературного сверхпроводника, основанная на представлениях о формировании в ВТСП двухатомных отрицательных U-центров. 

Безвихревое состояние тонких сверхпроводящих пленок.

•  Получена температурная зависимость параллельного критического магнитного поля для пленок карбида ниобия. Реализованы условия наблюдения безвихревого состояния в тонких пленках NbC в температурной области ниже критической температуры. Определено влияние рассеяния носителей тока на величину критического поля безвихревого состояния NbC.

• Определены условия экспериментального наблюдения безвихревого состояния сверхпроводящего конденсата электронов трехмерной -зоны в двузонном ВТСП соединении MgB₂.
  
  

2007 г.

MgB₂.

• Показано, что зависимость Нс₂ от остаточного сопротивления этого двузонного ВТСП может быть описана, используя теоретические представления о верхнем критическом магнитном поле однозонных сверхпроводников. Для описания свойств MgB₂ были использованы параметры -зоны, а не полной поверхности Ферми, состоящей из двух зон ( и ).
  На основе известных теоретических моделей проведены оценки электронных параметров и толщин пленок MgB2, при  которых на температурных зависимостях критических магнитных полей возможно проявление особенностей, связанных с безвихревым состоянием этого двухщелевого сверхпроводника.
• Для двущелевого сверхпроводника MgB₂ получено обобщенное соотношение Горькова между верхним критическим магнитным полем Hc₂, остаточным удельным сопротивлением  и параметрами двузонной электронной структуры, справедливое от чистого до грязного предела. Из экспериментальных данных определено отношение времен релаксации _/_ электронов  и  зон образцов MgB₂ с различным уровнем дефектов.
• Методами туннельной и Андреевской спектроскопии проведены детальные исследования двухзонной сверхпроводимости и Леггетовской моды в двузонном соединении Mg_1-xAl_xB₂ (0х0.45). Для образцов с разным содержанием Al получены температурные зависимости обеих сверхпроводящих щелей (_ и _) и данные об их изменении в результате разупорядочения. Установлена зависимость энергии Леггетовской моды от величины энергетических щелей _ и _.

Отрицательное тепловое расширение в ВТСП.

• Обнаружена сильная анизотропия коэффициентов теплового расширения монокристаллов La₂CuO_4+ при низких температурах, измеренных вдоль и перпендикулярно оси «с». Обнаружен также фазовый переход при температуре Т25 К, проявляющийся на температурной зависимости коэффициента теплового расширения монокристаллов La₂CuO_4+.
• Предложена физическая модель природы аномального (отрицательного) теплового расширения высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) при низких температурах и аномально сильного влияния магнитного поля на коэффициент теплового расширения в этой области температур. Модель основана на стабилизирующей роли волны зарядовой плотности (ВЗП), возникающей в кислородной подрешетке, в дополнение к антиферромагнитному и спин-пайерлсовскому упорядочению в подрешетке ионов меди в ВТСП-системах. Модель объясняет влияние температуры, магнитного поля и легирования на характер взаимодействия такой ВЗП с ионной решеткой ВТСП-системы. Показано, что выводы модели согласуются с результатами эксперимента.

Псевдощель.

• Методом измерения высших гармоник обнаружена нелинейность намагниченности в монодоменных образцах YBa₂Cu₃O_7-x при температурах выше критической (Т_с). Нелинейность объясняется возникновением псевдощели; которая наблюдается для разных образцов этого ВТСП соединения (с несколько отличающимися критическими параметрами) при Т=103-112К. Результаты согласуются с данными, полученными другими методами.
  

Безвихревое состояние пленки сверхпроводника NbC.

• Экспериментально обнаружена сильная анизотропия критических магнитных полей (параллельного и перпендикулярного образцу) в тонких пленках изотропного сверхпроводника NbC. Анизотропия превышает 6 при Т=2K и связана с безвихревым состоянием пленки в параллельном ее поверхности магнитном поле. Зависимость параллельного критического поля от Т во всей температурной области ниже T_c количественно согласуется с представлениями микроскопической теории о безвихревом состоянии тонкой пленки чистого сверхпроводника. При уменьшении длины свободного пробега электронов в результате облучения пленки малой дозой ионов He⁺ параллельное критическое поле заметно возросло при низких температурах.
  

Переход Березинского-Костерлица-Таулеса в ВТСП.

• Экспериментально показано, что температура максимумов гармоник напряжения V_n(T) (n=2,3, …) в монокристаллах YBa₂Cu₃O_7-x совпадает с температурой перехода Березинского-Костерлица-Таулесса. Показано также, что природа ассиметрии пиков V_n(T) связана со скачком Нельсона-Костерлица.

Пространственно-неоднородное состояние в ВТСП.

• Показано, что вследствие локального характера допирования, высокотемпературные сверхпроводники являются пространственно-неоднородными системами, в которых сверхпроводящие области сосуществуют либо с диэлектрическими (в недодопированных образцах), либо с областями нормального металла (в передопированных образцах). Этот вывод был экспериментально проверен путем непосредственного измерения объема сверхпроводящей (мейсснеровской) фазы в зависимости от допирования. Показано, что в недодопированной фазе ВТСП объем сверхпроводящей фазы стремится к нулю с уменьшением уровня допирования.

Природа носителей заряда в «электронных» ВТСП.

• Рассмотрен механизм допирования в «электронных» ВТСП, предполагающий локализацию допированных носителей в окрестности ионов допантов. Показано, что в такой системе переход диэлектрик-металл при допировании проходит через диапазон концентраций, где становятся возможными двухэлектронные переходы из кислородной подзоны на пары соседних ионов Cu в CuO₂ плоскости, в то время как одноэлектронные переходы еще запрещены. Показано, что и в ВТСП с «электронным» типом допирования в области концентраций, соответствующих сверхпроводящей фазе, носителями тока в нормальном состоянии являются дырки.

Неджозефсоновская интерференция в протяженных туннельных ВТСП переходах и в сверхтекучем гелии.

• Рассмотрена природа неджозефсоновской (мезоскопической) интерференции токов (потоков) в протяженных туннельных переходах на основе ВТСП и в сверхтекучем гелии. Сделано предположение, что мезоскопические интерференционные эффекты, наблюдаемые в протяженных ВТСП туннельных переходах и в сверхтекучем гелии, определяются баллистическим пролетом частиц.

Сверхпроводящие многослойные структуры.

• Получены теоретические данные о влиянии неоднородностей сверхпроводящих слоев на критическое состояние многослойных структур. Предложен новый механизм возникновения пик-эффекта в сверхпроводящих многослойных структурах.

Одноэлектронные нанотранзисторы.

• Развит метод изготовления подвесных металлических одноэлектронных нанотранзисторов (SET). В разработанном методе используется комбинация обычного углового (внеосевого) испарения и теплового удаления подложки из органического полимера. Изготовленные подвесные устройства на основе алюминия с малым уровнем низкочастотного зарядового шума демонстрируют четкий эффект Кулоновской блокады, аналогичный эффекту, наблюдаемому в обычных SET-транзисторах. Полученные результаты указывают на возможность дальнейшего понижения уровня шума в разработанном устройстве с помощью уменьшения его эффективной температуры.

Регистрация ультрамалых выделений энергии.

• Предложена схема низкотемпературного магнитного калориметра для регистрации физических явлений, при которых выделяется очень малая энергия. Калориметр приводится в рабочее состояние с помощью адиабатического размагничивания, и его магнитный отклик регистрируется СКВИДом. Рассмотрена специальная возможность работы магнитного калориметра в области ферромагнитного перехода. В метастабильном состоянии в этой области показана возможность триггерной регистрации ультрамалых выделений энергии с помощью ферромагнитной системы.

Устройства на основе ВТСП.

• На основе результатов исследований нелинейных магнитных свойств поликристаллов высокотемпературного сверхпроводника YBa₂Cu₃O_7-x разработаны практические методы формирования гармоник и управления амплитудами формируемых гармоник намагниченности. Созданы устройства: формирователь гармоник и управляемый формирователь гармоник. В обоих устройствах используются нелинейные магнитные свойства ВТСП YBa₂Cu₃O_7-x. Управление амплитудами гармоник производится с помощью изменения постоянного магнитного поля или тока. Использование в этих устройствах поликристаллов YBa₂Cu₃O_7-x позволяет получать спектр с большим количеством высших гармоник. Устройство на основе YBa₂Cu₃O_7-x обладает широким динамическим диапазоном, конструктивно просто и надежно в достаточно большом интервале амплитуд входного сигнала.