Quanten-Dynamik topologisch nichttrivialer Systeme mit Coulomb-Blockade-Effekten

• Antragsteller: Dr. Ivan Khaymovich, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 386844999

Unter diesem Projekt wollen wir eine theoretische Beschreibung der Quanten-Dynamik hybrider supraleitender Systeme entwickeln wo die Ladungstransport-Eigenschaften sowohl durch Coulomb-Blockade des Elektronentunnels als auch durch nichttriviale Topologie des supraleitenden Zustands gesteuert werden. Das einfachste Beispiel eines Systems wo sich das Zusammenspiel von Ladungszustand und Topologie der supraleitenden Phase manifestiert ist ein Ein-Elektronen-Drehkreuz mit einer supraleitenden Insel und normalen Elektroden, die in einem zeitabhängigen Magnetfeld angeordnet sind. Die resultierende Korrelation zwischen Ladungstunnelung und Eintritt / Austritt von Wirbeln in einem Supraleiter führt zu nichttrivialen magnetoelektrischen Effekten.Weiter beeinflusst der Vortex-Zustandswechsel erhebliche Relaxationsprozesse von Quasiteilchen in supraleitenden Teilen. Dieser Effekt wurde in einigen Systemen wie elektronische Drehkreuze und Kühler, supraleitende Quabite und Resonatoren in mehreren neueren Experimenten untersucht. Die Entwicklung einer adäquaten Theorie der Quasipartikeldynamik, deren Tunneln in Vortexzustände im Coulomb-Blockade-Regime, erscheint uns ein relevantes Problem, was für die Beschreibung dieser Experimente sowie für mögliche Anwendungen auf dem Gebiet des Quantencomputers auf der Grundlage lokalisierter Andreev-Zustände in Supraleitern wesentlich ist.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Russische Föderation
• Kooperationspartner: Alexander Kopasov; Professor Dr. Alexander Melnikov; Privatdozent Dr. Ilya Shereshevskii; Vasiliy Vadimov