DSA Faculty
API
← к списку преподавателей

Арутюнов Константин Юрьевич

Московский институт электроники и математики им. А.Н. Тихонова

Профиль на hse.ru ↗ тел.: +7 (495) 772-95-90 | 15240
Публикаций
88
Языков
4
Наград
9
Конференций
0
Профиль Публикации (88) Курсы (8)

Профессиональные интересы

квантовая наноэлектроникапреподавание физики

Должности

  • Главный научный сотрудник — Московский институт электроники и математики им. А.Н. Тихонова, Научно-учебная лаборатория квантовой наноэлектроники
  • Ведущий научный сотрудник — Московский институт электроники и математики им. А.Н. Тихонова, Научно-учебная лаборатория квантовой наноэлектроники
  • Заведующий лабораторией — Московский институт электроники и математики им. А.Н. Тихонова, Научно-учебная лаборатория квантовой наноэлектроники
  • Профессор — Московский институт электроники и математики им. А.Н. Тихонова, Департамент электронной инженерии
  • Старший научный сотрудник — Московский институт электроники и математики им. А.Н. Тихонова, Департамент электронной инженерии

Био

  • · Начал работать в НИУ ВШЭ в 2014 году.
  • · Научно-педагогический стаж: 41 год.

Образование

  • 2013 · Доктор физико-математических наук
  • 1989 · Кандидат физико-математических наук
  • 1985 · Специалитет: Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, специальность «Физика», квалификация «Физик»

Опыт работы

  • · Файл (PDF, 157 Кб)

Награды и поощрения

  • · Благодарность ректора НИУ ВШЭ (март 2022)
  • · Благодарственное письмо первого проректора НИУ ВШЭ (январь 2021)
  • · Благодарность МИЭМ НИУ ВШЭ (май 2018)
  • · Надбавка за публикации, вносящие особый вклад в международную научную репутацию НИУ ВШЭ (2022–2025)
  • · Надбавка за публикацию в международном рецензируемом научном издании (2021–2022, 2020–2022, 2019–2020, 2017–2019)
  • · Надбавка за регулярные публикации в международных рецензируемых научных изданиях (2025–2030)
  • · Надбавка за статью в зарубежном рецензируемом журнале (2014–2016)
  • · Лучший преподаватель — 2024–2025, 2022, 2015–2019
  • · Победитель Конкурса лучших русскоязычных научных и научно-популярных работ работников НИУ ВШЭ – 2022

Гранты и проекты

  • — · Исследование квантовых размерных эффектов в металлических наноструктурах, ПНФ (2015)

Идентификаторы исследователя

Публикации (88)

Квантовый размерный эффект в сверхпроводниках

2021 · ARTICLE · ru

В середине прошлого века было продемонстрировано, что с уменьшением размеров сверхпроводящих структур, например, толщины тонкой пленки, ее критическая температура ТС сдвигается на некоторую величину. В алюминии и индии она увеличивается, а в ртути, ниобии и свинце она уменьшается. Тем не менее общепринятой теории, объясняющей данный эффект, до настоящего времени нет. В 70-х гг., во время самого большого объема исследований по данной тематике, В.Л. Гинзбург выдвинул предположение, что температура перехода достаточно чистой монокристаллической пленки сверхпроводника будет точно такой же, как и в объемном теле. Однако данное предположение так и не было проверено, и вопрос о природе этого эффекта все еще остается открытым. Для исследования крайне интересен алюминий, в связи с тем, что зависимость TС алюминиевой пленки от ее толщины весьма предсказуема, и увеличивается с уменьшением размеров. Несмотря на некоторое количество работ по изучению этой зависимости в алюминии, не всегда удается точно установить соответствие с теорией. Это связано с тем, что характеристики варьируются от образца к образцу, изготовленных даже в одной партии. В нашем случае были изготовлены поликристаллические пленки, размеры кристаллитов в которых сопоставимы с толщиной пленки, и эпитаксиальные образцы с атомарно гладкой поверхностью. Пленки были изготовлены методами электронно-лучевого напыления и молекулярно-лучевой эпитаксии на различные подложки. В рамках модели БКШ критическая температура сверхпроводящего перехода экспоненциально зависит от плотности электронных состояний на уровне Ферми N(EF ) и константы электрон-фононного заимодействия V: TC ~ exp(–1/[N(EF)*V]). В работе показано, что за счет КРЭ в тонких сверхпроводящих пленках оба параметра N(EF) и V немонотонным образом меняются с толщиной образца. Такое поведение является следствием теории резонанса формы. Предположительно, эффект, оказываемый разупорядоченностью кристаллитов, а также поверхностью или подложкой, не имеет доминирующей роли конкретно в нашем случае, так как пленки алюминия имеют высокое качество, а их толщины выходят далеко за пределы сверхтонких объектов, в которых поверхностные явления начинают играть решающую роль. В результате проделанного исследования были получены экспериментальная и теоретическая зависимости TC от толщины пленок, изготовленных разными способами на разных подложках.

DOI ↗ PDF ↗

Измерение амплитудно-частотных характеристик кинетической индуктивности в сверхпроводящих пленках.

2021 · ARTICLE · ru

Исследовались тонкие сверхпроводящие полоски в форме плотноупакованных меандров, изготовленных из ультратонких сверхпроводящих полосок нитрида ниобия (NbN) шириной примерно 100 нм, толщиной 5 нм и длиной до 100 мкм. В структурах был обнаружен эффект большой кинетической индуктивности при температурах ниже критической. Изучалась зависимость резонансной частоты LC–контура от температуры, где в качестве индуктивности L был использован сверхпроводящий меандр с большой кинетической индуктивностью, а емкости С – чип-конденсатор. Экспериментальные данные указывают на то, что кинетическая индуктивность зависит от температуры, так как наблюдался сдвиг резонансной частоты при температурах ниже критической относительно нормального состояния, что указывает на то, что в таких системах меняется импеданс за счет возрастания кинетической индуктивности при переходе в сверхпроводящее состояние. Данный эффект имеет значение как в прикладных, так и в фундаментальных исследованиях. При использовании различных сверхпроводящих детекторов кинетическая индуктивность может заметно влиять на их быстродействие. В фундаментальных разработках, где требуется on-chip реализация стабилизации заряда (тока), большой импеданс подводящих цепей по высокой частоте – крайне полезное явление.

DOI ↗ PDF ↗

Локальные и интегральные свойства квазиодномерного сверхпроводника в режиме квантовых флуктуаций параметра порядка

2021 · ARTICLE · ru

Использование сверхпроводящих материалов для наноэлектронных устройств нового поколения представ- ляется крайне заманчивым с точки зрения отсутствия диссипации энергии при протекании электрического тока. Однако в системах малых размеров роль флуктуаций может быть весьма существенной. В работе экс- периментально и теоретически исследовались транспортные свойства тонких сверхпроводящих нанополосок из титана. Удалось показать, что квантовые флуктуации параметра порядка различным образом влияют на интегральные и локальные характеристики квазиодномерного сверхпроводника. В достаточно тонких нанопроводах при самых низких температурах может наблюдаться конечное электрическое сопротивление, тогда как туннельные вольт-амперные характеристики обнаруживают лишь слегка размытые щелевые особенности и конечный джозефсоновский ток. Явление имеет принципиальное значение для объяснения феномена мезоскопической сверхпроводимости и должно учитываться при проектировании криоэлектронных устройств нанометровых масштабов.

DOI ↗ PDF ↗

Superconducting insulators and localization of Cooper pairs

2021 · ARTICLE · en

Rapid miniaturization of electronic devices and circuits demands profound understanding of fluctuation phenomena at the nanoscale. Superconducting nanowires – serving as important building blocks for such devices – may seriously suffer from fluctuations which tend to destroy long-range order and suppress superconductivity. In particular, quantum phase slips (QPS) proliferating at low temperatures may turn a quasi-one-dimensional superconductor into a resistor or an insulator. Here, we introduce a physical concept of QPS-controlled localization of Cooper pairs that may occur even in uniform nanowires without any dielectric barriers being a fundamental manifestation of the flux-charge duality in superconductors. We demonstrate – both experimentally and theoretically – that deep in the “insulating” state such nanowires actually exhibit non-trivial superposition of superconductivity and weak Coulomb blockade of Cooper pairs generated by quantum tunneling of magnetic fluxons across the wire.

DOI ↗ PDF ↗

Phonon lasing with an atomic thin membrane resonator at room temperature

2021 · ARTICLE · en

Graphene has been considered as one of the best materials to implement mechanical resonators due to their excellent properties such as low mass, high quality factors and tunable resonant frequencies. Here we report the observation of phonon lasing induced by the photonthermal pressure in a few-layer graphene resonator at room temperature, where the graphene resonator and the silicon substrate form an optical cavity. A marked threshold in the oscillation amplitude and a narrowing linewidth of the vibration mode are observed, which confirms a phonon lasing process in the graphene resonator. Our findings will stimulate the studies on phononic phenomena, help to establish new functional devices based on graphene mechanical resonators, and might find potential applications in classical and quantum sensing fields, as well as in information processing.

DOI ↗ PDF ↗

Superconducting insulators and localization of Cooper pairs

2021 · ARTICLE · en

Rapid miniaturization of electronic devices and circuits demands profound understanding of fluctuation phenomena at the nanoscale. Superconducting nanowires - serving as important building blocks for such devices - may seriously suffer from fluctuations which tend to destroy long-range order and suppress superconductivity. In particular, quantum phase slips (QPS) proliferating at low temperatures may turn a quasi-one-dimensional superconductor into a resistor or an insulator. Here, we introduce a physical concept of QPS-controlled localization of Cooper pairs that may occur even in uniform nanowires without any dielectric barriers being a fundamental manifestation of the flux-charge duality in superconductors. We demonstrate - both experimentally and theoretically - that deep in the "insulating" state such nanowires actually exhibit non-trivial superposition of superconductivity and weak Coulomb blockade of Cooper pairs generated by quantum tunneling of magnetic fluxons across the wire. Electronic devices operating at the nanoscale can exhibit unique electrical and thermal phenomena that can affect overall performance and so it is necessary to understand and control these types of fluctuations. Here, the authors theoretically and experimentally investigate quantum phase slips which can proliferate at low-temperatures in miniaturised superconducting devices and determine how this impacts on the resultant transport properties.

DOI ↗ PDF ↗

Kinetic inductance in superconducting microstructures

2020 · ARTICLE · en

Simple measuring set-up was used to measure high-frequency impedance of superconducting Ti and NbN microstructures at low temperatures. The shift of resonance frequency below the temperature of superconducting transition compared to the normal state clearly indicates the increase of inductance of the system. The effect is interpreted as the impact of kinetic inductance originating from 'inertial' properties of Cooper pairs. Kinetic inductance of superconducting micro- and nanostructures should be taken into consideration for various cryoelectronic applications.

DOI ↗ PDF ↗

Сверхпроводящие микроструктуры с высоким импедансом

2020 · ARTICLE · ru

При сверхнизких температурах были исследованы транспортные свойства двух типов квазиодномерных сверхпроводящих микроструктур: тонкие каналы, плотно упакованные в форме меандра, и цепочки тун- нельных контактов сверхпроводник-изолятор-сверхпроводник. Оба типа микроструктур продемонстрировали высокое значение высокочастотного импеданса и/или динамического сопротивления. Исследование откры- вает возможность использовать такие структуры в качестве стабилизирующих ток балластных элементов с нулевой величиной диссипации.

DOI ↗ PDF ↗

High dynamic resistance elements based on a Josephson junction array

2020 · ARTICLE · en

Chain of superconductor-insulator-superconductor junctions based on Al-AlOx-Al... lift-off fabricated nanostructures was measured at ultra-low temperatures. At zero magnetic field the low current bias dynamic resistance can reach values ~1011 W. The system has been proved to provide a decent quality current biasing circuit enabling observation of Coulomb blockade and Bloch oscillations in ultra-narrow Ti nanowires associated with quantum phase slip effect.

DOI ↗ PDF ↗

Superconducting Microstructures with High Impedance

2020 · ARTICLE · en

The transport properties of two types of quasi-one-dimensional superconducting microstructures were investigated at ultra-low temperatures: the narrow channels close-packed in the shape of meander, and the chains of tunneling contacts "superconductor-insulator-superconductor." Both types of the microstructures demonstrated high value of high-frequency impedance and-or the dynamic resistance. The study opens up potential for using of such structures as current stabilizing elements with zero dissipation.

DOI ↗ PDF ↗

Курсы (8)