научный журнал по физике Журнал экспериментальной и теоретической физики ISSN: 0044-4510

МОГИЛЮК Т.И., РЯЗАНОВ А.И., СЕМЕНОВ Е.В. — 2012 г.

Рассмотрены процессы формирования каскадов электронных столкновений, созданных быстрыми нерелятивистскими электронами, которые могут образовываться в материалах в результате облучения их потоками электронов и гаммаквантов. Решение данной задачи основывается на использовании кинетического уравнения Больцмана для движущихся быстрых электронов. Для этого уравнения построена модельная индикатриса рассеяния при произвольном потенциале взаимодействия движущихся частиц. С помощью построенной модельной индикатрисы рассеяния получено энергетическое распределение движущихся частиц. На основе вычисленного энергетического распределения быстрых движущихся частиц для произвольных потенциалов межчастичного взаимодействия находится каскадная функция, описывающая размножение выбитых электронов (электронный каскад), которые образуются при рассеянии быстрого электрона с некоторой кинетической энергией на электронной подсистеме облучаемого материала. Расчеты каскадной функции проведены с использованием кулоновского потенциала взаимодействия между быстрым электроном и атомарными электронами.

НОВИКОВ И.Д., ШАЦКИЙ А.А. — 2012 г.

Исследована на устойчивость модель сферической кротовой норы типа Мориса-Торна-Бронникова-Эллиса. Материя этой кротовой норы состоит из радиального монопольного магнитного поля и квазиидеальной фантомной жидкости. В стационарном случае плотность энергии этой жидкости отрицательна и по модулю равна удвоенной плотности энергии магнитного поля. Давление этой жидкости в стационарном случае отсутствует (фантомная пыль), а в случае отклонения плотности энергии жидкости от ее стационарного значения давление пропорционально отличию плотности энергии от стационарного значения. Получен пример устойчивой к радиальным возмущениям кротовой норы.

БАКУЛИН А.В., КУЛЬКОВ С.С., КУЛЬКОВА С.Е., ХОКЕР С., ШМАУДЕР З. — 2012 г.

Методами теории функционала плотности проведено теоретическое изучение сорбции водорода в интерметаллических сплавах B2TiMe (Me = Ni, Со, Pd) с симметричной границей наклона Е5(310) и поверхностью (310). Анализируется влияние водорода на электронные характеристики сплавов в зависимости от позиции сорбции на границах раздела. Показано, что энергия сорбции водорода зависит от его локального окружения, но в целом водород на границах раздела предпочитает позиции, обогащенные титаном, тогда как энергия сорбции водорода в позициях, обогащенных металлом, уменьшается с заполнением электронами dоболочки второго компонента сплава. Проведены расчеты зернограничных и поверхностных энергий, а также энергий сегрегации водорода к границам раздела. Показано, что сорбция водорода в сплавах титана приводит к уменьшению работы Гриффитса и способствует хрупкому разрушению по границам наклона.

МИРЗОЯН Р., САРГСЯН А., САРКИСЯН Д. — 2012 г.

Исследован узкополосный N-резонанс, формируемый в А-системе атомов рубидия Di-линии, при наличии буферного газа неона и излучения двух непрерывных узкополосных диодных лазеров. Использовались специальные ячейки, с помощью которых исследовалась зависимость процесса от толщины L столба паров в милли-, микро- и нанометровой областях. Проведенное сравнение зависимостей N-резонанса и резонанса электромагнитно-индуцированной прозрачности (ЭИП) от L показали: минимальная (рекордно малая) толщина, при которой регистрируется N-резонанс составляет L = 50 мкм, в то время как контрастный ЭИП-резонанс легко формируется даже при L к 800 нм. Показано, что N-резонанс в магнитном поле для атомов 85Rb расщепляется на пять или шесть компонент (в зависимости от направлений магнитного поля и лазерного излучения). Полученные результаты указывают на то, что в формировании N-резонанса начальным и конечным уровнями являются нижние уровни Fg = 2,3. Проведено исследование зависимости N-резонанса от угла между лазерными пучками. Отмечены практические применения.

СКОБЕЛЕВ В.В. — 2012 г.

Численными и аналитическими методами проанализирована температурная и полевая зависимости химического потенциала и полевая зависимость энергии Ферми вырожденного релятивистского электронного газа в магнитном поле. Найдено аналитическое выражение для зависимости от величины магнитного поля минимального значения электронной концентрации и соответствующего радиуса начала процесса нейтронизации в коллапсирующей звезде при ее последующем превращении в нейтронную. Как мы полагаем, аналогичное соотношение имеет место и для равновесного радиуса нейтронной звезды. Результаты работы уточняют выводы предыдущей [1] в случае ненулевой температуры и влияния протонной компоненты звезды на процесс нейтронизации, а также подтверждают и обобщают их в плане значительного (на порядок или в несколько раз) уменьшения равновесного радиуса нейтронной звезды в сверхсильном (1014~ь Гс) магнитном поле по сравнению со случаем отсутствия такого поля. Указано на возможность существования отдельного класса звездных объектов - сверхмалых нейтронных звездмагнитаров, которым мы предлагаем дать название «минимагнитаров». Выдвинуто предположение, что они могут быть последней стадией эволюции звезд перед их коллапсом в черную дыру

БАЛАГУРОВ Б.Я. — 2012 г.

Предложена теория рассеяния частиц малой энергии е на двумерном потенциале произвольной величины. Для решения соответствующей задачи использовано разложение по системе собственных функций с нулевой энергией. Найдены явные выражения для амплитуды s-рассеяния и для уровней слабосвязанных s-состояний. Полученные общие формулы иллюстрируются точно решаемым примером.

БАРАНОВ Д.Г., ВИНОГРАДОВ А.П., НЕФЕДОВ И.С., СИМОВСКИЙ К.Р., ТРЕТЬЯКОВ С.А. — 2012 г.

Показано, что по поверхности полупространства, заполненного одноосным индефинитным поглощающим метаматериалом, может распространяться поверхностный плазмон, длина затухания которого неограниченно растет при приближении к пороговой частоте. На самой пороговой частоте наблюдается новое явление- при падении ТМ-поляризованной волны на поглощающий материал существует действительный угол Брюстера, а в случае пластинки из такого метаматериала наблюдается «безотражательное» отражение, когда на пластинку с двух сторон падают две плоские волны. В последнем случае происходит полная деструктивная интерференция отраженных и прошедших волн.

МИСЕРЕВ Д.С., ЭНТИН М.В. — 2012 г.

Изучены электронные состояния в графене с одномерным потенциалом. Получено приближенное решение при малом угле между импульсом падающего электрона и вектором градиента потенциала. Рассмотрены точно решаемые задачи о потенциале типа сглаженной ступеньки U(x) = Uth(xfa) и потенциале с особенностью U(x) = -U/(\x\ + d). Определены коэффициенты и фазы прохождения/отражения для разных потенциальных барьеров. Найдено квазиклассическое решение.

БАШАРОВ А.М. — 2012 г.

Показано, что представление эффективного гамильтониана, как оно формулировалось в работах автора, служит основой для выделения в широкополосном окружении открытой квантовой системы независимых шумовых источников, которые через генерируемые ими стационарные квантовые винеровские и пуассо-новские процессы в марковском приближении определяют эффективный гамильтониан и уравнение для оператора эволюции открытой системы и ее окружения. Получены общие стохастическое дифференциальное уравнение обобщенного ланжевеновского (невинеровского) типа для оператора эволюции и кинетическое уравнение для матрицы плотности открытой системы, позволяющие исследовать динамику широкого класса сосредоточенных открытых систем в марковском приближении. Основной отличительной чертой динамики открытых квантовых систем, описываемых предложенным образом, являются эффекты стабилизации возбужденных состояний по отношению к коллективным процессам и дополнительный частотный сдвиг спектра открытой системы. В качестве иллюстрации развитого общего подхода рассмотрена динамика фотонов в одномодовом резонаторе без потерь на зеркалах, содержащем вну-трирезонаторные одинаковые атомы, связанные с внешним вакуумным электромагнитным полем. При определенных атомных плотностях фотоны резонаторной моды «запираются» внутри резонатора, демонстрируя тем самым новый эффект пленения излучения и невинеровскую динамику

ВОРОНЦОВ А.Г., ГЕЛЬЧИНСКИЙ Б.Р., КОРЕНЧЕНКО А.Е. — 2012 г.

С помощью метода молекулярной динамики изучена конденсация пара металла в среде инертного газа. Исследованы два режима конденсации: с поддержанием парциального давления пара металла и с фиксированным числом атомов металла в системе. Основное внимание уделено изучению распределения энергии кластеров по степеням свободы и механизмам установления теплового равновесия. Показано, что внутренняя температура кластера существенно выше, чем температура буферного газа и что установление теплового баланса осуществляется за время, значительно превышающее время нуклеации. Найдено, что при концентрациях пара металла большем, чем 0.1 от концентрации аргона, реализуется процесс роста кластеров, при котором они обладают максимально возможной внутренней энергией, при этом скорость конденсации определяется только скоростью отвода от них тепла.

КИСЕЛЕВА М.С., ОГОРОДНИКОВ И.Н. — 2012 г.

В рамках теории диффузионно-контролируемой туннельной рекомбинации проведен анализ экспериментальных данных по короткоживущему оптическому поглощению в видимой и ультрафиолетовой областях спектра для широкозонных оптических кристаллов боратов лития 1Л2В4О7, 1ЛВ3О5, 1ЛвС(1(ВОз)з и дигидрофосфатов калия КН2РО4 и аммония NH4H2PO4. Показано, что импульсное радиационное воздействие наносекундной длительности приводит к формированию в данных кристаллах пар дефектов в виде дырочных центров поляронного типа и электронных центров на основе междоузельных катионов, кинетика релаксации которых в широкой временной области 10~8-10 с описывается предложенной в работе моделью туннельного переноса электрона между антиморфными дефектами катионной подрешет-ки в условиях термостимул и рова иной подвижности одного из партнеров рекомбинационного процесса. Для каждого из перечисленных кристаллов определены численные значения кинетических параметров и рассчитаны временные зависимости констант скоростей реакций, что дает возможность моделировать динамику изменения оптических свойств данных материалов в условиях импульсного радиационного воздействия.

БЛАЖЕВИЧ С.В., КОЛОСОВА И.В., НОСКОВ А.В. — 2012 г.

Построена теория когерентного рентгеновского излучения релятивистского электрона, пересекающего искусственную периодическую слоистую структуру в геометрии рассеяния Лауэ. Получены выражения, описывающие спектрально-угловые характеристики излучения. Показано, что выход излучения в такой среде может существенно превысить выход излучения в кристалле в аналогичных

КОЖУШНЕР М.А., ОЛЕЙНИК И.И. — 2012 г.

Приведены корректные выражения для расчета туннельно-резонансного тока через молекулы. Участие колебаний молекулы в резонансном переносе зарядов через молекулу и колебательное возбуждение молекулы определяются энергией реорганизации колебательной системы ет, зависящей от сдвига положений равновесия колебательных мод при переходе от нейтральной молекулы к резонансному состоянию молекулярного иона. Средняя энергия возбуждения молекулы при прохождении одного элементарного заряда изменяется от ет при напряжении на электродах, близком к пороговому, до 2ет при напряжениях, значительно больших порогового. Получено выражение для стационарной колебательной температуры молекулы, пропорциональной величине резонансного тока.

ЗАЙЦЕВ А.И., ЗИНЕНКО В.И., КРЫЛОВ А.С., ПАВЛОВСКИЙ М.С., ШИНКОРЕНКО А.С. — 2012 г.

Методом рамановской спектроскопии были определены частоты колебания кристаллической решетки в центре зоны Бриллюэна, в рамках метода функционала плотности вычислены частоты колебания решетки, плотность фононных состояний, упругие и пьезоэлектрические модули, динамические заряды Борна и высокочастотная диэлектрическая проницаемость. Для всех рассчитанных величин проводится сравнение с экспериментальными данными. Предложены модель параэлектрической неполярной фазы для данного соединения и механизм формирования доменов в нем. Вычислена величина поляризации в наблюдаемой экспериментально полярной фазе.

НАДОЛИНСКИЙ А.М., ХОПЕРСКИЙ А.Н. — 2012 г.

В одноконфигурационном приближении Хартри-Фока вне рамок широко используемого в литературе импульсного приближения построена нерелятивистская квантовая теория нерезонансного комптоновского рассеяния рентгеновского фотона свободным многоэлектронным атомом с открытой оболочкой в основном состоянии. Переход к атому с заполненными оболочками воспроизводит результаты, полученные ранее в работах авторов [6,7]. Представлены результаты тестового расчета для атомов с открытой (Ti, Fe) и заполненной (Zn) Зй-оболочкой остова. Учтены эффекты радиальной релаксации одноэлектронных состояний в поле остовных вакансий. Результаты расчета хорошо согласуются с результатами эксперимента [15,16]. Установлено, что в исследованных диапазонах энергий рентгеновского фотона результаты импульсного приближения не только количественно, но и качественно не согласуются с результатами нашей теории. В частности, в окрестности линии упругого (томсоновского и рэлеевского) рассеяния импульсное приближение приводит к сильной переоценке вкладов в вероятность рассеяния от глубоких оболочек атома, участвующих в неупругом рассеянии фотона лишь виртуально. Представляемая теория носит общий характер и ее применимость к тому или иному элементу таблицы Менделеева с открытой оболочкой остова или многоэлектронному атомному иону ограничена лишь требованием корректности использования нерелятивистского приближения Хартри-Фока при описании волновых функций состояний рассеяния

КОРОТИН М.А., КУРМАЕВ Э.З., СКОРИКОВ Н.А., ЧОЛАХ С.О. — 2012 г.

Выполнены ab гш<го-расчеты электронной структуры двойных оксидов на основе ZnO и ТЮг с целью поиска оптимальных допантов для эффективного поглощения видимой части солнечного излучения. Для анионного замещения были выбраны легкие элементы В, С и N. Катионное замещение моделировалось Зй-элементами Cr, Mn, Fe, Со и тяжелыми металлами Sn, Sb, Pb, Bi. Расчеты электронной структуры проводились полно-потенциальным методом линеаризованных присоединенных плоских волн с использованием модифицированного обменно-корреляционного потенциала Беке-Джонса. Допирование моделировалось путем расчета сверхячеек Zni5DiOie, ZrueOuDi, Tii5Di032 и TigOisDi, где 1/16 атомов металла (Ti, Zn) или кислорода замещались атомами допанта. Обнаружено, что наиболее эффективными допантами для ZnO являются углерод и сурьма, дающие значения энергетической щели соответственно АЕ = 1.78 эВ и АЕ = 1.67 эВ, а для ТЮг - азот (АЕ = 1.76 эВ).

КАЛАШНИК М.В., ШМЕРЛИН В.Я., ШМЕРЛИН М.В. — 2012 г.

Проведено обобщение классической задачи Рэлея о конвективной неустойчивости на случай наличия конденсации водяного пара в атмосфере. Представлено аналитическое решение, демонстрирующее принципиальное отличие влажной конвекции от конвекции Рэлея: кривая зависимости критического числа Рэлея от числа, характеризующего интенсивность конденсационного тепловыделения, состоит из двух частей, одной из которых соответствуют локализованные в пространстве нейтральные решения. Второй части кривой соответствуют периодические по пространству нейтральные решения, для них характерна существенная локализация областей восходящих движений. Теория описывает зарождение и развитие отдельных конвективных облаков и упорядоченных облачных структур.

ГОРШКОВ В.Г., МАКАРЬЕВА А.М., НЕФЁДОВ А.В. — 2012 г.

Рассмотрены теоретические особенности конденсации водяного пара в условиях гидростатического равновесия. Оценена мощность стационарных динамических потоков газа и вертикальное распределение температуры, обусловливаемые конденсацией на больших горизонтальных масштабах.

КАМЧАТНОВ А.М., КОРНЕЕВ С.В. — 2012 г.

Рассмотрено формирование косых солитонов течением поляритонного конденсата мимо препятствия. Из-за конечности времени жизни поляритонов течение поляритонного конденсата оказывается неоднородным, что существенно изменяет условия, необходимые для генерации косых солитонов, по сравнению с условиями, найденными ранее для течения атомного конденсата. В частности, установлено, что в по-ляритонном случае косые солитоны могут генерироваться дозвуковым течением конденсата в согласии с результатами недавнего эксперимента [9]. Геометрическая форма и другие параметры косых солитонов рассчитаны аналитически в рамках модели нелинейного уравнения Шредингера с затуханием, аналитические результаты подтверждены численным моделированием.

БРАНТОВ А.В., БЫЧЕНКОВ В.Ю., ГОВРАС Е.А. — 2012 г.

Применительно к проблеме лазерного ускорения ионов развита теория разлета полностью ионизованной тонкой мишени двухкомпонентного ионного состава в режиме кулоновского взрыва, характерного для взаимодействия релятивистски сильных фемтосекундных лазерных импульсов с нанофольгами. На основе этой теории и простой численной модели изучено формирование сгустков квазимоноэнергетиче-ских легких ионов и найдены их характеристики в зависимости от параметров мишени. Проведен сравнительный анализ ускорения легких ионов, однородно распределенных в мишени и сконцентрированных в виде тонкого слоя. Для получения пучков ускоренных ионов высокого качества найдены оптимальные условия, которые нашли свое качественное подтверждение проведенными трехмерными кинетическими расчетами взаимодействия лазерного импульса с тонкими мишенями.