научный журнал по физике Письма в "Журнал экспериментальной и теоретической физики" ISSN: 0370-274X

КУЧЕРЕНКО И.В., НОВИКОВА Н.Н., ЯКОВЛЕВ В.А. — 2015 г.

Измерены спектры инфракрасного отражения и нарушенного полного внутреннего отражения пленки топологического изолятора (111) Si/Bi 2 Se 3. Методом дисперсионного анализа спектров отражения получены параметры плазмонов и фононов в приповерхностных слоях у границы раздела Si - пленка. Обнаружено, что концентрация носителей у границы раздела значительно превышает концентрацию в объеме пленки. Определены дисперсионные зависимости поверхностных поляритонов и волноводных мод.

АНДРОНОВ А.А., БЕЛЯКОВ В.А., ДОДИН Е.П., ЗИНЧЕНКО Д.И., ЛАДЕНКОВ И.В., ЛАДУГИН М.А., МАРМАЛЮК А.А., НОЗДРИН Ю.Н., ПАДАЛИЦА А.А., ФЕФЕЛОВ А.Г. — 2015 г.

Продемонстрированы новые внутризонные полупроводниковые лазеры на основе простых сверхрешеток (CP) GaAs(150 А, яма)-СаА1Ав(19 А, с долей алюминия 12%, барьер) - ванье-штарковские (ВШ) лазеры. Механизм усиления в них основан на инверсии населенности между основным уровнем ВШ в ямах СР и слабо заселенным верхним уровнем ВШ в ямах на два, три, четыре периода вниз по приложенному потенциалу. В чипах лазеров обнаружены множественные области интенсивного стимулированного СВЧ-излучения в окрестности напряжений 8, 13 и 20 В (т.е. в окрестности резонансов между этими уровнями ВШ СР). Стимулированное излучение возникает в контуре, состоящем из чипа и системы его подключения. В одном из чипов излучение (в окрестности 20 В, приложенных к чипу) существует на частоте около 7.3 ГГц при температуре до 150 К и имеет оценочную мощность до 1Вт. Продемонстрировано, что отрицательная проводимость, ответственная за излучение, сохраняется и при 300 К, а излучения не наблюдается из-за больших потерь в контуре при этой температуре. Пластина с СР выращена методом MOCVD. Она имеет 1000 периодов и стоп-слой для создания терагерцового резонатора металл-СР-металл. Терагерцового излучения не наблюдалось из-за малого коэффициента усиления в сравнении с потерями в резонаторе. Проведенные эксперименты, расчеты и обсуждения показывают, что при оптимизации параметров подобные СР могли бы стать конкурентами каскадных лазеров как источников излучения на частотах от ГГц до ТГц и выше.

КИРМАН М.В., КОПЛАК О.В., МОРГУНОВ Р.Б., ТАЛАНЦЕВ А.Д. — 2015 г.

Сообщается о наблюдении серий стохастических скачков магнитного момента (до 5 отдельных скачков), которые возникают при размагничивании монокристаллов молекулярного магнетика [Mn{(R/S)-pn}] 2[Mn{(R/S)-pn} 2(H 2O)][Cr(CN) 6] 2 в узкой области магнитных полей, близких к коэрцитивной силе (Н с = 7.5 Э). С ростом температуры уменьшается стартовое магнитное поле, при котором возникают скачки намагниченности.

БОРИСОВА С.Д., РУСИНА Г.Г., ЧУЛКОВ Е.В. — 2015 г.

С использованием ЕАМ (embedded atom method) потенциалов рассчитаны энергия связи, равновесная геометрия и частоты колебаний в биметаллических кластерах Ni 13-nAl n (те = 0-13). Показано, что для моноатомных и биметаллических кластеров наиболее стабильной является структура икосаэдра. Выявлена тенденция атомов А1 сегрегировать на поверхности кластера, что согласуется с экспериментальными данными. Расчеты атомных колебаний показали немонотонную зависимость минимальной и максимальной частот колебаний атомов кластера от его состава, а также связь их экстремальных значений с наиболее устойчивой атомной конфигурацией. Увеличение числа атомов А1 приводит к сдвигу частотного спектра и существенному перераспределению локализации колебаний на атомах кластера.

АСАДЧИКОВ В.Е., АСХАДУЛЛИН Р.Ш., ВОЛКОВ В.В., ДМИТРИЕВ В.В., КИТАЕВА Н.К., МАРТЫНОВ П.Н., ОСИПОВ А.А., СЕНИН А.А., СОЛДАТОВ А.А., ЧЕКРЫГИНА Д.И., ЮДИН А.Н. — 2015 г.

Проведены исследования микроструктуры, удельной площади и механических свойств разных образцов “нематически упорядоченных” аэрогелей, в которых составляющие их нити почти параллельны друг другу на макроскопических расстояниях. Сильная анизотропия таких аэрогелей отличает их от стандартных аэрогелей, синтезированных по золь-гель технологии, и открывает новые возможности проведения физических экспериментов.

2015

ДУБОВИК В.М., МАЗУР Е.А. — 2015 г.

С учетом сильной электрон-фононной связи рассматривается спаривание электронов в пределах полной ширины электронной зоны, а не только в узком слое у поверхности Ферми. Обнаружено, что эффект спаривания электронов, принадлежащих различным зонам, является решающим фактором для появления эффекта высокого Т с в некоторых двухзонных материалах. Предсказано существование еще одного семейства двухзонных высокотемпературных материалов с температурой Т с сверхпроводящего перехода, не уступающей Т с в купратах.

ГАВРЮШКИН П.Н., ЛИТАСОВ К.Д., ОВЧИННИКОВ С.Г., ПОПОВ З.И., ФЕДОРОВ А.С. — 2015 г.

При помощи ab initio расчетов определены параметры уравнений состояний стехиометрических и нестехиометрических фаз нитридов железа ϒ-Fe 4N, ε-Fe 3N 0.75, ε-Fe 3N, ε-Fe 3N 1.26, ε-Fe 3N 1.5 в интервале давлений до 500 ГПа. Найдены точки резкого падения и исчезновения магнитного момента на атомах железа. Показано, что некоторые изменения магнитного момента сопровождаются изменением объема элементарной ячейки исследованных нитридов. Рассчитанные параметры уравнений состояния демонстрируют, что с увеличением содержания азота сжимаемость как магнитных, так и немагнитных нитридов железа закономерно уменьшается.

АГРАНАТ М.Б., АНИСИМОВ С.И., АШИТКОВ С.И., ОВЧИННИКОВ А.В., ПЕРЕЛЬМАН Л.Т., СИТНИКОВ Д.С., ФОРТОВ В.Е., ЧЕФОНОВ О.В., ЮРКЕВИЧ А.А. — 2015 г.

Сообщается о первом достоверном наблюдении излучения горячего ваза свободных электронов металла при более холодной решетке. Излучение наблюдается при действии на металл фемтосекундных лазерных импульсов. Отличительной особенностью такого излучения по сравнению с равновесием нагревом является зависимость квантового выхода излучения от параметров электрон-фононного взаимодействия.

АРИНИН В.А., БЛИКОВ А.О., ИЛЬКАЕВ Р.И., КОМРАКОВ В.А., МИХАЙЛОВ А.Л., МОЧАЛОВ М.А., ОГОРОДНИКОВ В.А., РЫЖКОВ А.В., ФОРТОВ В.Е., ЮХИМЧУК А.А. — 2015 г.

Измерена квазиизэнтропическая сжимаемость неидеальной плазмы гелия с использованием двухкаскадной сферической камеры с разделенными полостями и заряда взрывчатого вещества с массой ~55кг. Эксперимент выполнен на рентгенографическом комплексе, состоящем из трех бетатронов и многоканальной оптико-электронной системы регистрации рентгеновских изображений. При начальных давлениях газа во внешней и внутренней полостях P 1 = 36.4 МПа и Р 2 = 5.1 МПа соответственно измерена плотность сжатой плазмы гелия р = 4.6г/см 3, что соответствует степени сжатия σ = 575 при давлении Р ~ 3000 ГПа в условиях сильной неидеальности (Г ~ 7) и заметного вырождения электронов (nλ 3 ~ 5). Давление сжатого гелия определено по результатам газодинамического расчета.

АЙДАКИНА Н.А., ГУЩИН М.Е., ЗУДИН И.Ю., КОРОБКОВ С.В., КОСТРОВ А.В., ПАРРО М., РАПОПОРТ В.О., РОШ Ж.-Л., ФРОЛОВ В.Л., ШОРОХОВА Е.А. — 2015 г.

Представлены результаты активных ионосферных и модельных лабораторных экспериментов по генерации искусственных неоднородностей замагниченной плазмы (дактов плотности), которые могут использоваться в качестве волноводных каналов для низкочастотных волн. Установлено, что в определенных условиях формирующиеся при локализованном высокочастотном нагреве плазмы дакты имеют тонкую структуру - содержат в себе неоднородности плотности плазмы, которые существенно влияют на распространение низкочастотных волн, обеспечивая глубокую амплитудную модуляцию низкочастотного излучения и изменяя его пространственную структуру. Предложен механизм образования таких неоднородностей.

ДОЛГАНОВ В.К., ДОЛГАНОВ П.В., КАЦ Е.И., ШУРАВИН Н.С. — 2015 г.

Изучены текстуры, создаваемые точечными топологическими дефектами в полярных смектических пленках. Использован динамический метод создания таких дефектов (вещество из очень тонкой пленки не успевает уйти на ее края, и контролируемо образуются участки - острова - большей толщины с топологическим дефектом). Топологические дефекты исследованы в смектических островах толщиной в 6-8 молекулярных слоев, находящихся в пленке толщиной в два молекулярных слоя. Конкуренция между двумерной ориентационной упругостью в островах и ориентацией директора на границе смектических островов приводит к различным конфигурациям поля с-директора, создаваемого топологическим дефектом. Переход между конфигурациями происходит при изменении размера островов и зависит от дипольной поляризации жидкого кристалла. Сопоставление численных расчетов структуры топологических дефектов с экспериментальными данными позволило определить зависимость анизотропии двумерной ориентационной упругости от поляризации смектических пленок.

АВДЕЕВ М.В., ПРОШИН Ю.Н. — 2015 г.

В рамках уравнений Узаделя исследуется тонкопленочная трехслойная гетероструктура ферромагнетик (F)-сверхпроводник (S) (F 1F 2S) с учетом парного электрон-электронного взаимодействия в ферромагнитных слоях. Для антипараллельной конфигурации намагниченностей в F-слоях предсказывается появление на фазовой диаграмме областей с уединенной сверхпроводимостью. Обсуждаются условия для возможного экспериментального наблюдения в трехслойках FFS уединенной сверхпроводимости, а также детектирования электрон-электронного взаимодействия в ферромагнетиках.

КОСТЕНКО М.Г., ЛУКОЯНОВ А.В., РЕМПЕЛЬ А.А., ШАРФХ С.В. — 2015 г.

Предложен и исследован вариант распределения структурных вакансий, при котором кристаллическая структура упорядочивающихся соединений характеризуется одновременно дальним порядком и корреляционным ближним порядком. Дальний порядок определяет долю вакансий в атомной и вакансионной подрешетках сверхструктуры, образующейся в результате упорядочения. Корреляционный ближний порядок учитывает энергетически выгодные корреляции в расположении вакансий, которые имеют место в неупорядоченных фазах и не определяются дальним порядком. Возможность реализации корреляционного ближнего порядка исследована первопринципными методами на примере упорядочения вакансий в монооксиде титана TiO 1.0 по типу моноклинной сверхструктуры M 5X 5mon. Показано, что частично упорядоченные модификации, в которых присутствует корреляционный ближний порядок, энергетически выгодны по сравнению с модификациями без корреляционного ближнего порядка.

АНИСИМОВ В.И., БЕЛОЗЕРОВ А.С., ДЬЯЧЕНКО А.А. — 2015 г.

Представлен модифицированный метод квантового Монте-Карло с непрерывным временем в разложении по гибридизации, позволяющий учитывать спиновую вращательную симметрию. В настоящее время при расчете реальных соединений с использованием теории динамического среднего поля применяется приближенная форма кулоновского взаимодействия, нарушающая вращательную симметрию, что приводит, в частности, к существенной переоценке температуры Кюри-Вейсса. Результаты расчетов температурной зависимости магнитной восприимчивости и величины температуры Кюри-Вейсса для трехзонной модели предложенным методом находятся в хорошем согласии с результатами точного решения. Представленный метод вследствие своей вычислительной эффективности может быть использован для исследования магнитных свойств реальных соединений с сильными электронными корреляциями.

МУРТАЗАЕВ А.К., РАМАЗАНОВ М.К. — 2015 г.

На основе репличного алгоритма методом Монте-Карло выполнены исследования фазовых переходов и критических свойств антиферромагнитной слоистой модели Изинга на кубической решетке с учетом внутрислойных взаимодействий вторых ближайших соседей. На основе гистограммного метода и метода кумулянтов Биндера проведен анализ характера фазовых переходов. Установлено, что в исследуемой модели переход из суперантиферромагнитной фазы в парамагнитную реализуется как фазовый переход второго рода. С помощью теории конечно-размерного скейлинга рассчитаны статические критические индексы теплоемкости α, восприимчивости ϒ, параметра порядка β, радиуса корреляции υ, а также индекс Фишера ή-. Показано, что трехмерная модель Изинга на кубической решетке с учетом взаимодействия вторых ближайших соседей принадлежит к тому же классу универсальности критического поведения, что и трехмерная полностью фрустрированная модель Изинга.

КУКУШКИН И.В., ШМУЛЬТ С. — 2015 г.

Из анализа спектров излучательной рекомбинации двумерных электронов с фотовозбужденными дырками, связанными на удаленных акцепторах, изучена зависимость энергии Ферми квазичастиц от электронной плотности. Таким образом, измерена зависимость перенормированной массы квазичастиц от концентрации двумерных электронов. Установлено, что по мере уменьшения электронной плотности (при увеличении параметра r s до 4.5) эффективная масса плотности состояний квазичастиц увеличивается на 35% по сравнению с циклотронной массой электронов. Показано, что в перпендикулярном магнитном поле концепция квазичастиц в двумерной ферми-жидкости сохраняется не только вблизи поверхности Ферми, но и глубоко под ней, вплоть до дна зоны размерного квантования, поскольку уширение возбуждений оказывается значительно меньше, чем их энергия.

БАБЕНКО П.Ю., ЗИНОВЬЕВ А.Н., ШЕРГИН А.П. — 2015 г.

Путем компьютерного моделирования показано, что при рассеянии атомов аргона на кристаллических мишенях из алюминия и германия при скользящих углах падения, меньших 4°, коэффициент отражения частиц близок к 1 и наблюдается фокусировка пучка рассеянных частиц (угловые распределения частиц сильно сжаты). Если фокусировка пучка по азимутальному углу известна и ранее изучалась, то острая фокусировка в направлении, перпендикулярном поверхности, при малых углах падения до сих пор не исследовалась. Данный эффект подтверждается экспериментальными результатами. Он связан с многократным рассеянием налетающих частиц на атомной цепочке. Результаты моделирования позволили получить весьма точное значение амплитуды тепловых колебаний атомов на поверхности (0.123 ± 0.007 А для алюминия), которое хорошо согласуется с экспериментом.

ВИГЛИН Н.А., ПАВЛОВ Т.Н., УСТИНОВ В.В., ЦВЕЛИХОВСКАЯ В.М. — 2015 г.

Создано латеральное спинтронное устройство на полупроводнике InSb с инжектором и детектором спин-поляризованных электронов (изготовленными из Fe), отделенными от полупроводникового канала туннельным барьером из MgO. Продемонстрированы электрические инжекция и детектирование спин- поляризованных электронов в одном устройстве. На основании измерений эффекта Ханле получены данные о параметрах спиновой подсистемы электронов проводимости полупроводника InSb и спиновой поляризации инжектированных электронов в полупроводнике на гетеропереходе Fe/MgO/InSb.

АНИСИМОВ В.И., КОРОТИН М.А., ЛУКОЯНОВ А.В., ШОРИКОВ А.О. — 2015 г.

Электронная структура нового сверхпроводника PuCoIn 5 исследована в рамках метода LDA+U+SO с учетом как сильных электрон-электронных корреляций, так и спин-орбитальной связи 5f-электронов актиноидного металла. По сравнению с характеристиками известного сверхпроводника PuCoGag в PuCoIng 5 5f-состояния Рu более локализованы, но с промежуточным типом связи 5f-электронов с большим преобладанием LS'-типа. Однако при малом объеме, соответствующем объему элементарной ячейки сверхпроводника PuCoGa 5, электронные и спектральные характеристики PuCoIn 5 близки к таковым для PuCoGa 5. Показано, что заселенность Зd-состояний кобальта в PuCoIn 5 близка к оцененным ранее граничным значениям, обеспечивающим режим оптимального легирования в электронной подсистеме сверхпроводников серии Рu-115.