Том 166, № 3 (2024)

Теоретически показана возможность создания многослойных диэлектрических структур (фотонных кристаллов), выполняющих интегрирование и дифференцирование первого и высших порядков огибающей фемтосекундного импульса. Эти фотонные кристаллы имеют полностью искусственный профиль фотонной запрещенной зоны, что было достигнуто путем решения обратной задачи вычисления оптического отклика. Продемонстрирована работоспособность данных оптических устройств в спектральном диапазоне шириной более октавы.

Вычислен интерференционный вклад в оптический кондактанс (полное пропускание) неупорядоченного образца. Показано, что причиной подавления интерференции волн в среде являются акты рассеяния с переворотом спиральности. Вследствие этого, при резонансном изменении сечения этого процесса, как в случае рассеяния на частицах Ми в окрестности первой точки Керкера, спектральная зависимость интерференционного вклада также приобретает резонансный характер. При распространении волн через магнитоактивную среду приложенное магнитное поле не нарушает интерференции волн с заданной спиральностью, но подавляет ее, если спиральность на различных участках траектории меняется. Это приводит к уменьшению интерференционного вклада в кондактанс с ростом магнитного поля. Аналогичное явление — отрицательное магнитосопротивление — известно как следствие слабой локализации электронов в металлах с примесями. Обнаружено, что с ростом магнитного поля изменение интерференционной поправки к оптическому кондактансу стремится к некоторому предельному значению, зависящему от отношения транспортной длины свободного пробега к длине рассеяния с переворотом спиральности. Обсуждается возможность управления с помощью поля переходом к режиму сильной «андерсоновской» локализации в квазиодномерном случае (магнитоактивный волновод).

Проведен модельный анализ зарядовых корреляций адронов в соударениях тяжелых ионов для энергий, которые будут доступны на коллайдере NICA. В качестве характеристики зарядовых корреляций рассмотрены функции баланса, представляющие собой плотности вероятности того, что разноименно заряженные частицы разделены определенными интервалами быстроты и азимутального угла. Показано, что наблюдаемые в эксперименте STAR на коллайдере RHIC зависимости быстротных ширин функции баланса от центральности соударений ионов золота при энергиях на пару нуклонов в системе центра масс √sNN = 7.7 и 11.5 ГэВ могут быть воспроизведены моделью HYDJET++ в случае введения в модель пособытийного сохранения электрического заряда прямых адронов и учета конечных значений изоспи-нового, странного и барионного химических потенциалов.

Методом магнетронного напыления и безмасочной фотолитографии изготовлены латеральные спиновые устройства с туннельными контактами Co0.9Fe0.1/MgO/InSb. Измерены вольт-амперные характеристики и сопротивление контактов, а также эффект Ханле при диффузии поляризованных электронов между контактами. В рамках первопринципной молекулярной динамики выполнены расчеты зонной структуры в сверхъячейках, моделирующих интерфейсы Co/MgO и MgO/InSb. Показано что на границе интерфейса Co/MgO для блоховских состояний электронов возникает существенная спиновая поляризация. Вследствие этого вероятности прохождения через слой диэлектрика и через интерфейсы ферромагне-тик/диэлектрик, диэлектрик/полупроводник для этих электронов различные. Вычислены высота и ширина туннельных барьеров на основании анализа вольт-амперных характеристик туннельных контактов. Показано, что более высокая степень поляризации достигается в туннельных контактах с большей высотой барьера и более высоким сопротивлением. Показано, что в интерфейсе MgO/InSb из-за большой разницы величин параметров решеток высока вероятность образования дефектов, не позволяющих достичь высоких поляризационных характеристик туннельных контактов.

Проанализированы результаты экспериментов по влиянию магнитного поля на проводимость туннельных структур сверхпроводник–изолятор–нормальный металл при температурах, много меньших критической температуры сверхпроводника Tc, и при малых напряжениях, при которых одноэлектронный ток Isingle сравним или меньше подщелевого андреевского тока IAndreev = In + Is. Эти две компоненты андреевского тока связаны с диффузионным движением коррелированных пар электронных возбуждений в нормальном и соответственно сверхпроводящем слоях структуры. При ориентации поля перпендикулярной к структуре с латеральными размерами больше глубины прникновения прослежен переход от неоднородного распределения поля к вихревой структуре. При ориентациях поля как в плоскости структуры, так и перпендикулярно к ней, одноэлектронный ток растет из-за влияния поля на сверхпроводящую щель Δc. Проводимость, обязанная андреевскому току In = kn th(eV/2kTeff), уменьшается из-за роста эффективной температуры Teff. Уменьшение вклада Is связано с уменьшением щели. Нам не известны работы, в которых рассматривается влияние магнитного поля на эту составляющую туннельного тока. Показано, что при малых напряжениях так называемый ток Дайнса, обязанный мнимой добавке к энергии щели из-за влияния дефектов в сверхпроводнике, не дает вклада в проводимость туннельной структуры.

Рассматривается особое поведение магнитопроводимости металлов, возникающее при появлении хаотических электронных траекторий на поверхности Ферми. Такое поведение обусловлено рассеянием электронов на особых точках динамической системы, описывающей динамику электронов в р-пространстве, и вызываемым малоугловым рассеянием электронов на фононах. В этой ситуации система описывается «нестандартным» временем релаксации, которое и играет основную роль в определенном интервале значений температуры и магнитного поля.

Представлены результаты спектроскопического исследования плазмы, создаваемой барьерным разрядом в неоне низкого давления, отражающие эволюцию механизмов заселения возбужденных уровней атома Ne∗ и иона Ne+∗ в зависимости от времени наблюдения по отношению к началу разряда. Анализ спектра излучения, соотнесенный с измерениями временных зависимостей интенсивностей спектральных линий, позволяет указать четыре стадии эволюции спектра: прямое заселение электронным ударом в активной стадии (разряде), сменяющееся ступенчатым по его окончании с переходом, по мере релаксации температуры электронов, к рекомбинационному послесвечению. Последнее в зависимости от давления газа и начальной плотности электронов также может содержать две стадии – начальную, с преобладанием механизма ударно-радиационной рекомбинации ионов Ne++ и Ne+ с электронами как источника заселения всех наблюдаемых в эксперименте возбужденных уровней иона Ne+∗ и атома неона, и конечную, излучение в которой связано с заселением ограниченной группы уровней вследствие диссоциативной рекомбинации молекулярных ионов Ne+ 2 с электронами. Основное внимание в работе уделено кинетике населенностей уровней конфигураций 2p53p и 2p54p атома неона.