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

ALAYA S., BEN AYADI Z., ZEMZEMI M. — 2014 г.

Solar cells based on transparent conductive oxides such as ZnO/CuaO constitute a very advanced way to build high-performance cells. In this work, we are interested in the characterization of the interface through nanoscale modeling based on ab initio approaches (density functional theory, local density approximation, and pseudopotential). This work aims to build a supercell containing a heterojunction ZnO/CuaO and study the structural properties and the discontinuity of the valence band (band offset) from a semiconducting to another phase. We build a zinc oxide in the wurtzite structure along [0001] on which we place the copper oxide in the hexagonal structure (Cdb-type). We choose the method of Van de Walle and Martin to calculate the energy offset. This approach fits well with the density functional theory. Our calculation of the band offset gives a value that corresponds to other experimental and theoretical values.

ГУСЬКОВ С.Ю., ЗМИТРЕНКО Н.В., ИЛЬИН Д.В., ШЕРМАН В.Е. — 2014 г.

Исследуется зажигание и горение предварительно сжатой мишени лазерного термоядерного синтеза при ее быстром нагреве пучком ионов с образованием максимума температурного распределения в центральной части мишени. Представлены результаты комплексного численного расчета задачи, включающего как составные части: 1) сжатие мишени под действием профилированного лазерного импульса, 2) нагрев сжатой мишени с пространственно-неоднородными распределениями плотности и температуры пучком высокоэнергетичных ионов и 3) горение мишени с начальным пространственным распределением плотности, образованным в момент максимального сжатия мишени, и начальным пространственным распределением температуры, образованным в результате нагрева сжатой мишени ионным пучком. Установлены зависимости пороговых значений энергии зажигающего ионного пучка и коэффициента термоядерного усиления от ширины гауссовского энергетического спектра ионов пучка. Обсуждаются особенности быстрого зажигания ионным пучком, связанные с пространственным распределением параметров мишени, предварительно сжатой под действием лазерного импульса.

ДМИТРИЕВ В.В., СЕНИН А.А., СОЛДАТОВ А.А., СУРОВЦЕВ Е.В., ЮДИН А.Н. — 2014 г.

Методами ядерного магнитного резонанса исследованы свойства низкотемпературной сверхтекучей фазы Не в «нематически упорядоченном» аэрогеле, в котором составляющие его нити практически параллельны друг к другу. Такая сильная анизотропия аэрогеля влияет на фазовую диаграмму Не и структуру сверхтекучих фаз. Развита теоретическая модель В-фазы с полярным искажением. Показано, что эта модель хорошо описывает наблюдаемые свойства низкотемпературной фазы.

ВИННИКОВ Л.Я., ЗВЕРЕВ В.Н., КУЛАКОВ А.Б., ШОВКУН А.Д., ЮКИНА А.Г. — 2014 г.

В монокристаллах Bi 2Sr 1.65La 0.35CuO 6+σ исследована методом декорирования вихревая структура в наклонных магнитных полях. Из наблюдаемой картины вихревых цепочек в базисной плоскости измерен параметр анизотропии ϒs = 460 ± 40. Исследованы резистивные свойства монокристаллов Bi 2Sr 1.65La 0.35CuO 6+σ в широком интервале температур (Т с < Т < 300 К) и магнитных полей (до 16 Тл). Вблизи критической температуры Т с отношение удельных сопротивлений в перпендикулярном базисной плоскости направлении и в плоскости составило р±/р\\ = 3.2-10 5. Обсуждается вопрос о связи анизотропии в нормальном и сверхпроводящем состояниях.

АЛЕКСЕЕВ С.Г., ПОЛЗИКОВА Н.И., ТАРАНОВ А.В., ХАЗАНОВ Е. Т.Т. — 2014 г.

Проведен сравнительный анализ влияния фактора кубической анизотропии на акустические и транспортные характеристики фононов в лазерной керамике на основе YAG и полуторных оксидов Y 2O 3, Lu 2O 3. Измерены акустические характеристики (скорость и поглощение акустических волн) в образцах керамики YAG.

ДРАКОН А.В., ЕМЕЛЬЯНОВ А.В., ЕРЕМИН А.В., ПЕТРУШЕВИЧ Ю.В., СТАРОСТИН А.Н., ТАРАН М.Д., ФОРТОВ В.Е. — 2014 г.

Проведено теоретическое рассмотрение, позволяющее количественно оценить квантовые поправки к константам скоростей эндотермических реакций, связанные с увеличением высокоэнергетичных хвостов функций распределения по импульсам при высоких давлениях в силу проявления принципа неопределенностей для энергии сталкивающихся частиц при высокой частоте соударений. Исследованы особенности инициирования воспламенения водородо-кислородных смесей, а также проведены специальные серии экспериментов по инициированию детонационных волн конденсации в недокиси углерода и ацетилене при повышенных давлениях вблизи низкотемпературных пределов. Показано, что наблюдаемые в экспериментах отклонения в аррениусовских зависимостях периодов индукции инициирования воспламенения водорода и детонационных волн конденсации вполне описываются предложенными квантовыми поправками.

БАРАБАНОВ А.Ф., ВАЛЬКОВ В.В., ДЗЕБИСАШВИЛИ Д.М. — 2014 г.

ГОРНОСТЫРЕВ Ю.Н., ЖУРАВЛЕВ А.К. — 2014 г.

Термодинамические свойства систем со связанными магнитными и решеточными степенями свободы исследованы численно методом спин-решеточной динамики (СРД). Разработана схема численного интегрирования уравнений СРД в термостате, которая следует ранее сформулированным подходам и модифицирована для описания систем с реалистичными межатомными взаимодействиями. Предложенный метод позволил рассчитать в рамках одной схемы спектральную плотность колебаний, теплоемкость, намагниченность и коэффициент теплового расширения. Установлено, что даже в парамагнитном состоянии взаимодействие магнитных и решеточных степеней свободы дает вклад в термодинамические свойства системы благодаря наличию ближнего магнитного порядка. Показано, что существуют два механизма влияния спин-решеточного взаимодействия на термодинамические свойства: «статический» и «динамический», первый определяется его вкладом в тепловое расширение решетки, а второй - динамическим взаимодействием магнитных моментов с колебаниями кристаллической решетки.

БАННИКОВА Е.Ю., КОНТОРОВИЧ В.М., ПОСЛАВСКИЙ С.А. — 2014 г.

Орбитальное движение вдоль направляющей кольцевых вихрей (закрутка вихря), регулируемое спиральностью, может оказывать существенное влияние на коллапс вихря и его движение в сходящемся (аккреционном) потоке. Получены решения как для одиночного, так и для дипольного тороидального вихря в гамильтоновом представлении. Рассмотренное явление может иметь приложения в астрофизике активных ядер галактик и динамике атмосферных вихрей.

КИШТИКОВА Е.В., РЕХВИАШВИЛИ С.Ш. — 2014 г.

На основе метода разделяющей поверхности Гиббса выведено дифференциальное уравнение, определяющее зависимость поверхностного натяжения пузырька в неполярной однокомпонентной жидкости от его радиуса. Получено точное и асимптотическое решения этого уравнения. Из расчетов следует, что поверхностное натяжение пузырька увеличивается с уменьшением радиуса. С учетом размерной зависимости поверхностного натяжения численно решается уравнение Рэлея-Плессета, которое описывает динамику схлопывания пузырька. Показано, что размерная зависимость поверхностного натяжения существенно сказывается на конечной стадии схлопывания пузырька и в целом ускоряет этот процесс.

ЛОГИНОВ А.Ю. — 2014 г.

Рассмотрена (2 + 1)-мерная калибровочная модель Скирма со слагаемым Черна-Саймонса. Наличие слагаемого Черна-Саймонса приводит к возможности существования в данной модели двумерных скирмионов, несущих магнитный поток, обладающих электрическим зарядом и ненулевым угловым моментом. Показано, что модель также допускает существование двумерных скирмионов с ненулевой фазовой частотой вращения. Нетривиальные топологические свойства модели приводят к тому, что магнитный поток, электрический заряд и угловой момент вращающегося двумерного скирмиона оказываются связанными друг с другом. Выполнены аналитические и численные исследования свойств вращающихся двумерных скирмионов.

БЛИНОВ Л.М., ЛАЗАРЕВ В.В., ПАЛТО С.П., ЮДИН С.Г. — 2014 г.

Рассматриваются внешние и внутренние (встроенные) макроскопические поля в наноразмерной гетероструктуре, состоящей из слоев органического сегнетоэлектрика и органического полупроводника, помещенных между двумя электродами (прозрачного из окиси индия и олова и полупрозрачного из алюминия). Для измерений поля используются оптические зонды как в полупроводнике (фталоцианин меди, СиРс), благодаря особенностям его спектра поглощения, так и в сегнетоэлектрике с помощью внедренного в него молекулярного зонда (тетрафенил-порфирина палладия) со своим характерным спектром. Локальные поля измеряются методом электропоглощения с последующим их пересчетом в макроскопические поля. Установлено, что амплитудой и направлением макроскопического встроенного поля в полупроводнике можно управлять, изменяя величину поляризации гетероструктуры импульсами внешнего напряжения, приложенного к гетероструктуре. Этот эффект может оказаться полезным для повышения эффективности органических преобразователей световой энергии в электрическую.

БЕЛЯЕВ В.С., ЗМИТРЕНКО Н.В., РОЗАНОВ В.Б., СТЕПАНОВ Р.В., ЯХИН Р.А. — 2014 г.

Исследована возможность моделирования процессов при взрыве сверхновых звезд в лабораторных условиях с помощью мощных лазеров (лабораторная астрофизика). Проведен анализ результатов наблюдения остатков сверхновой Кассиопея А обсерваторией Чандра. На основе численных кодов DIANA и NUTCY проведены одномерные и двумерные гидродинамические расчеты, моделирующие динамику процессов разлета остатков сверхновой звезды с массой порядка 5-15 масс Солнца в течение нескольких сотен секунд после момента взрыва, в том числе с учетом начальной несимметрии. Предложена модель взрыва и разлета остатков, которая иллюстрирует сильные неоднородности распределения вещества вплоть до того, что вещество Fe, Si, S из центра звезды оказывается выброшенным на периферию - «звезда выворачивается наизнанку», что соответствует наблюдениям. На основании критериев гидродинамического подобия рассмотрены возможные лазерные мишени-имитаторы сверхновых, которые позволят воспроизвести физические процессы, имеющие место при взрыве астрофизического объекта, такие как распространение ударной волны по веществу, развитие гидродинамических неустойчивостей на границах разноплотных оболочек и др.

АНЮТИН А.П., КОРШУНОВ И.П., ШАТРОВ А.Д. — 2014 г.

Рассмотрена двумерная задача возбуждения нитями электрического и магнитного токов цилиндра, заполненного метаматериалом, с анизотропной проводимостью поверхности вдоль винтовых линий. Исследованы высокодобротные резонансы, возникающие в малых по сравнению с длиной волны цилиндрах, магнитная проницаемость которых близка к минус единице. Обнаружен эффект вырождения колебаний, имеющих различные значения индекса т в законе cos(mϕ). описывающем азимутальную зависимость резонансных полей. Установлена область параметров задачи, в которой существуют вырожденные колебания. Исследованы пространственная и поляризационная структуры электромагнитных полей. Предложено аналитическое описание резонансных полей в квазистатическом приближении.

КОНДРИН М.В. — 2014 г.

МИРОНОВ В.А., ОЛАДЫШКИН И.В., СУВОРОВ Е.В., ФАДЕЕВ Д.А. — 2014 г.

Теоретически исследованы особенности терагерцевого излучения, генерируемого при наклонном падении фемтосекундного лазерного импульса на металлическую поверхность. Предложен механизм генерации черенковского типа, связанный с возбуждением низкочастотных поверхностных токов р-поляризованным оптическим полем. На основе гидродинамической модели электронного газа аналитически и с помощью численного моделирования определены нелинейные приповерхностные токи и получены соответствующие электродинамические характеристики низкочастотного излучения. Проведен анализ особенностей черенковской генерации терагерцевого излучения и предложены способы повышения эффективности.

СКОБОВ В.Г., ЧЕРНОВ А.С. — 2014 г.

Теоретически изучено влияние квантования энергии электронов в магнитном поле на проникновение радиоволн в полуметаллы в геометрии, когда постоянное магнитное поле Н направлено вдоль тригональной оси кристалла. В этой геометрии в полуметаллах существует сильное магнитное затухание Ландау, которое препятствует волновому распространению и обусловливает скин-эффект. Показано, что квантование поперечной энергии электронов оказывает существенное влияние на эффективность бесстолкновитель-ного поглощения волны. В результате магнитное затухание Ландау и глубина скин-слоя испытывают гигантские осцилляции при изменении поля Н.

ФЕДОСЕЕВ А.Д. — 2014 г.

Теоретически исследовано дважды дифференциальное сечение неупругого магнитного рассеяния нейтронов на соединении ЬаСоОз в парамагнитной фазе. В рамках эффективного гамильтониана для ''''D-терма рассчитаны вклад в рассеяние от высокоспинового состояния иона без магнитного поля и модификация этого вклада при включении магнитного поля. Проведена оценка амплитуды пика в зависимости сечения рассеяния от энергии рассеянных нейтронов, соответствующего переходу из низкоспинового в среднеспиновое состояние.

МАКАРОВ Г.Н., ПЕТИН А.Н. — 2014 г.

Показано, что при столкновении колебательно-высоковозбужденных молекул SF 6 (с колебательной энергией Е vib˃ 0.5-2.0 эВ) со слабосвязанными ван-дер-ваальсовыми кластерами Ar n, Kr n и (N 2) N N< 30-40 - число атомов в кластере) в пересекающихся молекулярном и кластерном пучках происходят захват молекул кластерами и последующая полная дезинтеграция кластеров и высвобождение захваченных молекул. Описан метод и приведены результаты исследований указанного процесса. Обсуждаются возможности применения метода для селективного допирования кластеров молекулами, лазерного разделения изотопов и селективной транспортировки молекул на поверхность.

СМОРОДИН Б.Л., ТАРАУТ А.В. — 2014 г.

Проанализированы волновые режимы конечно-амплитудной электроконвекции в слабопроводящей жидкости, находящейся в модулированном поле горизонтального конденсатора и нагреваемой сверху. Слабую проводимость жидкости обеспечивают инжектированные с анода заряды и собственные (диссоциировавшие) ионы. Построена бифуркационная диаграмма решений. Кроме режимов модулированных стоячих и бегущих волн, найдены устойчивые волны, меняющие свое направление движения, и волны, фазовая скорость которых меняется хаотически.