Nanostruktúrák vizsgálata nagyfrekvenciás áramkörökkel

Nyomtatóbarát változatNyomtatóbarát változat
PhD típus: 
Fizikai Tudományok Doktori Iskola
Év: 
2017/2018
Témavezető: 
Név: 
Makk Péter
Email cím: 
peter.makk@gmail.com
Intézet: 
Fizika Intezet, Fizika tanszek
Beosztás: 
Tudományos munkatárs
Tudományos fokozat: 
PhD
Leírás: 
A nanotechnológia az elmúlt években rohamos fejlődésen ment keresztül. A következő években az elektronikai elemek méretcsökkentése alapvető fizikai korlátokba fog ütközni, ezért a kutatások a koncepcionálisan új kvantumszámítási módszerek fele fordultak. A kvantum számítás alapja a qubit, amit például egy kvantum pöttyön tartózkodó elektron spinjében is lehet kódolni. Ezen qubitek manipulálására, és egymástól távol fekvő qubitek közti csatolására nagyfrekvenciás technikák használhatók (mikrohullámú tartomány). A nagyfrekvenciás fotonokkal való besugárzás a spinek forgatására ad módot, illetve a fotonok két távoli qubit között, mint „repülo qubitek” működhetnek.
 
Nagyfrekvenciás on-chip mérések a nanoáramkörök tanulmányozásában is fontos szerepet töltetenek be. Ezen módszerek segítségével relaxációs folyamatok tanulmányozhatók, lehetőséget adnak kvantum kapacitás mérésekre (állapotsűrűség meghatározása), illetve zaj-mérések segítségével például a kvázi-részecskék töltését, vagy energia-eloszlás függvényét lehet meghatározni. Végül nagyfrekvenciás reflektometria mérések gyors és érzékeny vezetőképesség-mérésre adnak lehetőséget, és DC transzport mérésekben nem megfigyelhető kvantum jelenségek tanulmányozását is lehetővé teszik.
 
A doktori munka keretében a jelölt bekapcsolódna új nagyfrekvenciás rendszer fejlesztésébe, az on-chip szuprvezető nanoáramkörök (rezonátorok) fabrikációjába. Az áramkörökkel févezető nanopálca alapú nanopöttyöket és grafén alapú nanostruktúrákat fog tanulmányozni. Az áramkörök elektron sugaras litográfia segítségével fognak készülni és viselkedésüket alacsony hőmérsékleti mérésekben tanulmányozzuk. A kutatómunka szoros együttmuködésben zajlik több nemzetközi partner intézettel.
 
Balra: Spin-qubit egy nagyfrekvenciás rezonátorhoz csatolva (látványkép a tervezett struktúráról). Jobbra: Nagyfrekvenciás szupravezető rezonatár elektron-mikroszkópos képe (forrás: P. Makk - arXiv:1702.02071)

 

 

Elvárások: 

Alapos szilárdtest fizikai  ismeret, motiváció kísérleti munkára, angol nyelvtudás, alapfokú programozási és mérésvezérlési ismeretek.

Munkahely neve: 
BME Fizika tanszék
Munkahely címe: 
1111 Budapest, Budafoki út. 8