यह समूह क्वांटम सामग्रियों के विकास, संश्लेषण और अभिलक्षणन पर केंद्रित है। इनमें दो-आयामी (2डी) सिस्टम जैसे वेंडर वाल की सामग्री और हेटरोस्ट्रक्चर, टोपोलॉजिकल इंसुलेटर तथा दृढ़ता से सहसंबद्ध ऑक्साइड सामग्री शामिल हैं। समूह का प्राथमिक लक्ष्य पूर्णांक क्वांटम हॉल प्रभाव (IQHE) का उपयोग करके क्वांटम प्रतिरोध मापिकी की प्राप्ति की दिशा में एक स्वदेशी प्रौद्योगिकी विकसित करना है जिसके लिए वर्तमान में एपिटैक्सियल ग्राफीन, ऑक्साइड हेटरोस्ट्रक्चर और टोपोलॉजिकल इंसुलेटर पर ध्यान केंद्रित किया जा रहा है। .  घनत्व कार्यात्मक सिद्धांत-आधारित इलेक्ट्रॉनिक संरचना गणना के पहले सिद्धांतों का उपयोग करके प्रयोगों की पुष्टि की जाती है।

यह समूह 80 पीपीबी या उससे बेहतर सटीकता के साथ उच्च परिशुद्धता वाले क्वांटम हॉल प्रभाव (QHE) का मापन भी करता है। 1 kOhm मानक को प्रत्यक्षतया GaAs/AlGaAs QHE के अनुसार मापा जाता है तथा बाद में 1 Ohm से 1 MOhm की सीमा में प्रतिरोधों को बहुत उच्च सटीकता के साथ मापा जाता है। QHE (U_c (k=2) = 80ppb) के विरुद्ध 1 kOhm मापन के लिए समूह के CMC की दो बार सहकर्मी समीक्षा की गई है और यह BIPM वेबसाइट पर है।

समूह में 5 वैज्ञानिक और 13 पीएचडी छात्र हैं जो क्वांटम सामग्रियों के विभिन्न पहलुओं पर काम कर रहे हैं, जिसमें (i) पीएलडी, स्पटरिंग आदि का उपयोग करके विकास और संश्लेषण (ii) संरचना, इलेक्ट्रॉनिक, चुंबकीय, प्रकाशिक तथा परिवहन गुणों की सामग्री विशेषता और (iii) सैद्धांतिक एवं अभिकलनी/कम्प्यूटेशनल अध्ययन शामिल हैं।

• ग्राफीन-आधारित क्वांटम हॉल प्रतिरोध मानक के स्वदेशी विकास के लिए एपिटैक्सियल ग्राफीन का विकास और अनुकूलन
• हेटेरो-अंतराफलक पर वाहक गतिशीलता को बढ़ाने पर ध्यान देने के साथ ऑक्साइड हेटरोस्ट्रक्चर में स्थिर -2DEG की प्राप्ति
• टोपोलॉजिकल इंसुलेटर (टीआई) पतली फिल्मों, लेजर एमबीई एपिटैक्सियल III-नाइट्राइड और द्वि-आयामी (2डी) सामग्री का विकास और अभिलक्षणन
• बैंड की चौड़ाई और बैंड-फिलिंग नियंत्रण के माध्यम से द्वि-आयामी सामग्रियों और उनके अंतराफलक में बैंड गैप इंजीनियरिंग
• फोटोएमिशन स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग करके सतहों और इंटरफेस की इलेक्ट्रॉनिक संरचना का अध्ययन
• ऑक्साइड सतहों और अंतराफलक में क्षति की इंजीनियरिंग और धातु-रोधी संक्रमण
• एब-इनिटियो इलेक्ट्रॉनिक संरचना गणनाओं का उपयोग करके बहु-स्तरीय सामग्री मॉडलिंग

• क्वांटम प्रतिरोध (QHR) मापिकी में उपयोग की जाने वाली उच्च परिशुद्धता मैग्नेटो अभिगमन मापन और प्रतिरोध अनुपात मापन प्रणालीएनपीएल डिवाइस में प्रयुक्त GaAs/AlGaAs आधारित QHE उपकरणों की विशिष्ट विशिष्टताएं ये हैं : GaAs-Al_xGa_1-xAs (x=0.3), GaAs (1.5eV) is lightly p-doped, AlGaAs (2.2eV) is n-doped, ~ 10-20 T^-1, n ~ 3-6 x 10¹⁵ m^-2, B (i=2)~ 7-9 T.
  

  संपर्क रेखाचित्र (दाएं) और संपर्कों के साथ TO8 होल्डर पर वास्तविक उपकरण

  

  1.3 K पर मापे गए GaAs-Al_xGa_1-xAs (x=0.3) उपकरण का अनुदैर्ध्य और अनुप्रस्थ (हॉल) प्रतिरोध

• ग्राफीन एपिटैक्सी (GrapE) के लिए विकास प्रणाली: SiC पर एपिटैक्सियल ग्राफीन की वृद्धि के लिए एक स्वदेशी रूप से विकसित प्रणाली

• सभी ऑक्साइड 2DEG हेटेरोइंटरफ़ेस की वृद्धि के लिए RHEED के साथ स्पंदित लेजर जमाव (PLD) प्रणाली
• QAHE और SHE के लिए इंटरमेटेलिक तनु फिल्म सुपरलैटिस/हेट्रोस्ट्रक्चर (जैसे TIs) के विकास के लिए तीन स्रोत UHV-मैग्नेट्रॉन स्पटरिंग सिस्टम
• सभी ऑक्साइड एफएम/एएफएम, सुपरकंडक्टर/एफएम हेटरोस्ट्रक्चर और टोपोलॉजिकल इंसुलेटर तनु फिल्मों/हेटरोस्ट्रक्चर की वृद्धि के लिए दो एचवी-मैग्नेट्रोन स्पटरिंग सिस्टम
• तापमान पर निर्भर फोटोचालकता मापन
• 2D सामग्री विकास के लिए 3 ज़ोन ट्यूब भट्टी
• थर्मल वाष्पीकरण
• वायर बॉन्डर

• Signature of weak-antilocalization in sputtered topological insulator Bi2Se3 thin films with varying thickness,  S. Gautam, V. Aggarwal, B. Singh, V.P.S. Awana, R. Ganesan, S. S. Kushvaha, Scientific Reports  12,9770 (2022).
• A Comparative Study of Superconductivity and Thermally Activated Flux Flow of YBa₂Cu₃O_7-δ and YBa₂Cu₃O_7-δ/La_1-x-yPr_xCa_yMnO₃ Bilayers; S Kumari, M Anas, DS Raghav, S Chauhan, PK Siwach, VK Malik, H K Singh, Journal of Superconductivity and Novel Magnetism 35 (11), 3225-3240 (2022)
• Investigation of RF sputtered, n-Bi2Se3 heterojunction on p-Si for enhanced NIR optoelectronic applications, Gautam, Sudhanshu Gautam, G. K. Maurya, K. Kandpal, Bheem Singh, R. Ganesan, S. S. Kushvaha, P. Kumar, Solar Energy Materials and Solar Cells 248, 112028 (2022).
• Probing phase separation in Nd_{1- x}Sr_xMnO₃ (x≈ 0.4, 0.5) polycrystals through temperature dependent magnetic and Raman spectroscopy studies, A Bhoriya, DS Raghav, N Bura, D Yadav, J Singh, HK Singh, ND Sharma, Journal of Alloys and Compounds 894, 162424 (2022)
• Charge transfer induced symmetry breaking in GaN/Bi2Se3 topological heterostructure device, F. Ahmad, R. Kumar, S.S. Kushvaha, M. Kumar, P. Kumar, npj 2D Materials and Applications 6, 12 (2022).
• Automation of Demonstrational Model of 1 g Kibble Balance Using LabVIEW at CSIR-NPL; B Ehetesham, T John, HK Singh, N Singh, Indian Journal of Pure & Applied Physics (IJPAP) 60 (1), 29-37 (2022)
• Book entitled “Types of Photodetectors and their applications”, Editors: S.S. Kushvaha and V.N. Singh, Page: 290 (8 chapters) Nova Science Publisher, US (2022)
• Anomalous conducting heterointerface of non-stoichiometric Ca_xTa_yO_3+δ/SrTiO₃^, Sumit Kumar, D S Rana, Biswarup Satpati, Sunil Ojha, Bhasker Gahtori, J. J. Pulikkotil, Anjana Dogra; J. Alloys and Compounds  876, 160064 (2021)
• Propensity of spin fluctuations in disordered NiCoCr alloys: A first principles study J J Pulikkotil, J. Alloys and Compounds 864, 158817 (2021)
• Interface induced reemergent insulator-metal transitions in ferromagnetic/ antiferromagnetic manganite superlattices, S Chauhan, S Kumari, P K Siwach, K K Maurya, V Malik, H K Singh, Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures 128, 114573 (2021)
• Comparison of Pseudorandom Number Generators and Their Application for Uncertainty Estimation Using Monte Carlo Simulation, Karan Malik, Jiji Pulikkotil, Anjali Sharma, Mapan 36, p 481–496 (2021)
• Controlled epitaxial growth of GaN nanostructures on sapphire (11-20) using laser molecular beam epitaxy for photodetector applications, V. Aggarwal, C. Ramesh, P. Tyagi, S. Gautam, A. Sharma, S. Husale, M. S. Kumar, S. S. Kushvaha,Mater. Sci. Semicond. Processing  125,105631 (2021).
• Magnetic-order induced effects in nanocrystallineNiO probed by Raman spectroscopy
• N Bala, HK Singh, S Verma, S Rath, Physical Review B 102 (2), 024423 (2020)
• Emergence of quasi-two-dimensional electron gas at the interface of LaAlO₃/Sr₂AlNbO₆(001) heterostructures, JJ Pulikkotil J. Applied Physics 127, 225303 (2020)
• A spin–orbit coupling-induced two-dimensional electron gas in BiAlO 3/SrTiO 3 heterostructures, JJ Pulikkotil, Phys. Chem. Chem. Phys. 22, 3122-3127 (2020)
• Flexible perylenediimide/GaN organic-inorganic hybrid system with exciting optical and interfacial properties,  R. Kumar,S. S. Kushvaha, M. Kumar, M. S. Kumar, G. Gupta, K. Kandpal, P. Kumar,Scientific Reports  10,10480 (2020).
• LaScO₃/SrTiO₃: A conducting polar heterointerface of two 3d band insulating perovskites, Sumit Kumar, Jyoti Kaswan, Biswarup Satpati, A. K. Shukla, Bhasker Gahtori, J. J. Pulikkotil, Anjana Dogra ; Appl. Phys. Lett. 116, 051603 (2020)
• Journey of Kilogram from Physical Constant to Universal Physical Constant (h) via Artefact: A Brief Review; B Ehtesham, T John, S Yadav, HK Singh, G Mandal, N Singh, Mapan 35 (4), 585-593 (2020)
• Effect of spin-orbit interaction on the vortex dynamics in LaAlO₃/SrTiO₃ interfaces near the superconducting transition, Gopi Nath Daptary, Hemanta Kumar Kundu, Pramod Kumar, Anjana Dogra, Narayan Mohanta, A. Taraphder, and Aveek Bid; Phys. Rev. B. 100, 125117 (2019)
• Coexistence of quasi-two dimensional electron and hole gas in a single tier Ca₅TaO₃/SrTiO₃oxide heterostructure, J J Pulikkotil, APL Materials 7, 071108 (2019)
• Magnetic and Magnetotransport Characteristics of Cr-Substituted Ni₅₅Mn₃₄Sn₁₁ Thin Films Grown by Magnetron Sputtering; B Borgohain, PK Siwach, N Singh, K V R Rao, H K Singh; Journal of Superconductivity and Novel Magnetism 32 (10), 3295-3304 (2019)
• Martensitic ferromagnetism and spin glass behaviour in Ni₄₇Mn₃₆Cr₄Sn₁₃ ribbons, B Borgohain, P K Siwach, N Singh, V P S Awana, H K Singh; Intermetallics 111, 106492 (2019)
• Bilateral comparison of 1 Ω and 10 kΩ standards (ongoing BIPM key comparisons BIPM. EM-K13. a and 13. b) between the NPLI (India) and the BIPM, N Fletcher, R Goebel, M Saleem, HK Singh, MA Ansari, U Kiran, A K Saxena, Metrologia 56 (1A), 01007 (2019)
• Nonlinear I-V characteristics of two-dimensional superconductors: Berezinskii-Kosterlitz-Thouless physics versus inhomogeneity, G. Venditti, J. Biscaras, S. Hurand, N. Bergeal, J. Lesueur, A. Dogra, R. C. Budhani, Mintu Mondal, John Jesudasan, Pratap Raychaudhuri, S. Caprara, and L. Benfatt; Phys. Rev. B. 100, 064506 (2019)
• Effect of multiband transport on charge carrier density fluctuations at the LaAlO ₃/SrTiO ₃ interface, Gopi Nath Daptary, Pramod Kumar, Anjana Dogra, Aveek Bid;  Phys. Rev. B. 98, 035433 (2018)
• Competition between electron pairing and phase coherence in superconducting interfaces,  G. Singh, A. Jouan, L Benfatto, F. Couedo, P Kumar, A. Dogra, R. Budhani, S. Caprara, M. Grilli, E. Lesne, A  Barthélémy, M. Bibes, C. Feuillet-Palma, J. Lesueur, and N. Bergeal, Nature Communications 9: 407 (2018).

• 1 1k Ohm मापन बनाम QHE (U_c(k=2) = 80ppb)

डॉ. जीजी टी जे पुलिक्कोटिल
मुख्य वैज्ञानिक
ईमेल: jiji@nplindia.org
फोन: 011 45609364

डॉ. अंजना डोगरा
वरिष्ठ प्रधान वैज्ञानिक एवं प्रमुख
ईमेल: anjanad@nplindia.org
फोन: 011 45721097

डॉ. सुनील सिंह कुशवाहा
प्रधान वैज्ञानिक एवं उप प्रमुख
ईमेल: kushvahas@nplindia.org
फोन: 011 45609329

डॉ. अजय कुमार शुक्ला
प्रधान वैज्ञानिक
ईमेल: shuklaak@nplindia.org
फोन: 011 45609329

डॉ. पी. के. सिवाच
प्रधान वैज्ञानिक
ईमेल: siwachpk@nplindia.org
फोन: 011 45608604

डॉ. अंजना डोगरा 
वरिष्ठ प्रधान वैज्ञानिक एवं प्रमुख
क्वांटम प्रतिरोध मापिकी और 2D भौतिकी
इलेक्ट्रिकल एवं इलेक्ट्रॉनिक्स मापिकी प्रभाग
ईमेल: anjanad@nplindia.org
फोन: 011 45721097