Физики из НИТУ МИСИС, МПГУ, НИУ ВШЭ, НИУ МЭИ и Сколтеха выяснили, что нарушает квантовые состояния в тонких плёнках нитрида титана. Этот материал используют для создания кубитов и других элементов сверхпроводниковых квантовых устройств.

Исследователи сравнили разные механизмы рассеяния электронов и обнаружили неожиданный результат. Взаимодействие электронов между собой объясняет около 5% наблюдаемого эффекта, а рассеяние на колебаниях кристаллической решётки — менее 10%.

При этом скорость потери фазовой когерентности почти не зависит от температуры. По мнению учёных, это согласуется с другим механизмом — магнитным рассеянием, связанным с хаотичным распределением локальных магнитных моментов.

По мере уменьшения толщины плёнки плотность магнитных дефектов увеличивается. Это указывает на их расположение преимущественно вблизи поверхности материала.

Открытие важно для разработки квантовой электроники — даже небольшие дефекты поверхности могут ухудшать характеристики сверхпроводниковых устройств. Учёные предлагают отдельно контролировать состояние поверхности и защищать её от окисления.