Elīna Pavlovska

“Mikrotīkls” doktorantūras stipendijas ieguvēja 2020./2021. akad. gadā

Elīna Pavlovska studē Latvijas Universitātes Fizikas, matemātikas un optometrijas fakultātes doktora studiju programmā “Fizika, astronomija un mehānika”.

Pētījums: Nelineāras elektronu kvantu optikas elementi

Vienelektrona ierīces, kurās strāvas tiek manipulētas atsevišķu elektronu līmenī, ir nanoelektronikas kvantu tehnoloģiju virziens ar pielietojumu metroloģijā, kā arī augstas izšķirtspējas eksperimentālos pētījumos. Šādām ierīcēm ir praktiskas realizācijas iespējas, piemēram, veidojot atsevišķu atomu tranzistorus.

Pētījumā tiks apskatīti divi ierīču veidi. Viens no tiem ir divparametru kvantu sūkņi, ar kuru palīdzību var realizēt atsevišķu elektronu transportu no avota uz izteci caur kvantu punktu sistēmu, periodiski modulējot spriegumu uz elektrodiem. Šādām ierīcēm ir plašs pielietojums metroloģijā vai kā elektronu avotam, piemēram, kvantu skaitļošanas ierīcēs. Joprojām aktuāli un mazizpētīti ir ar defektu klātbūtni saistīti efekti kvantu sūknēšanā.

Otrs perspektīvs ierīču veids ir elektronu kvantu optika ar atsevišķiem elektroniem, kur pašlaik ļoti aktuāli ir nelineāri efekti staru dalīšanā. Šo efektu izprašana un teorētisks apraksts paver iespējas tos izmantot augstas precizitātes kvantu tomogrāfijā, kā arī ballistiskajos tranzistoros, kur elektrona transmisija tiek kontrolēta ar otru elektronu. Šis noved pie jaunu pielietojumu iespējām kvantu komunikācijās, piemēram, drošas informācijas apraidē. Pretstatā fotonu kvantu stāvokļu tomogrāfijai, elektronu tomogrāfijas teorija ir maz attīstīta. Līdz ar to ir būtiski izprast, vai informācijas pārnesi varētu efektīvi veikt arī ar ballistiskiem elektroniem, un kādas varētu būt priekšrocības, salīdzinot ar fotonu tomogrāfijas protokoliem. Lai elektronu kvantu optikas ierīces varētu izmantot kā kvantu informācijas un komunikācijas shēmu elementus praksē, vispirms ir jāsaprot to izturēšanās un uzbūve no teorētiskās puses, kam tiks veltīts šis pētījums.