Твердотельные одноатомные структуры как элементы компонентной базы для квантовых технологий

Проект направлен на решение амбициозной и актуальной задачи современной электроники: создание элементной базы квантовых вычислительных систем, работающих на новых физических принципах и имеющую нанометровые или субнанометровые размеры активных элементов. В качестве такой принципиально новой базы квантовой электроники предлагается использовать твердотельные электронные наноструктуры на основе одиночных примесных атомов в полупроводниковых и диэлектрических средах. В основу экспериментальных и теоретических исследований в рамках проекта будет положено изучение коррелированного транспорта электронов через одиночные зарядовые центры, созданные одиночными примесными атомами в твердотельных наноструктурах. Особое внимание будет уделено изучению двухбарьерной туннельной системы (основы одноэлектронного транзистора) с одноатомным зарядовым центром в качестве центрального острова. Первые экспериментальные работы в этом направлении появились около 5 лет назад, в их числе были работы участников Проекта. Одной из основных проблем при теоретическом описании квантовых состояний и электронного транспорта в твердотельных одноатомных устройствах является определение их одночастичного электронного энергетического спектра в различных зарядовых и возбужденных состояниях. В настоящее время не созданы адекватные теоретические модели для описания различных зарядовых состояний и коррелированного электронного транспорта в таких системах.