№ 12 (2024)

В работе исследуется новый тип источника терагерцевого излучения на базе молекулярного кристалла гидрофталата рубидия (RbAP) и перестраиваемого метаматериала, выполняющего функцию фильтра. Высокая добротность колебательного отклика решетки кристалла RbAP в терагерцевом диапазоне частот позволяет осуществлять генерацию узкополосного терагерцевого излучения одновременно на нескольких частотах с высокой спектральной яркостью и пиковой мощностью. Возбуждение кристалла осуществляется одиночными фемтосекундными лазерными импульсами. Переключение между отдельными сгенерированными спектральными линиями реализуется с помощью планарного метаматериала, линии поглощения которого зависят от поляризации падающего на него излучения. Разработанный источник позволяет осуществлять динамическую перестройку спектральной линии излучения, что делает его более универсальным и эффективным по сравнению с традиционными узкополосными источниками, такими как, например, квантовые каскадные лазеры.

Приведены результаты исследования нанокластеров в пленке Si₃N₄ на подложке из Si, в которую имплантированы ионы ⁶⁴Zn⁺ с энергией 40 кэВ при дозе 5×10¹⁶/cм². Пленку Si₃N₄ наносили на кремниевую подложку газофазным методом. Затем образцы после имплантации отжигали на воздухе в диапазоне температур 400–700°С с шагом 100°С в течение 1ч на каждом шаге. Морфология поверхности образцов была исследована с помощью сканирующей зондовой микроскопии. Профили имплантированной примеси и элементов пленки, а также химическое состояние иона Zn исследовали с помощью рентгеновской фотоэлектронной и оже-электронной спектроскопии. Методом сканирующей зондовой микроскопии обнаружено, что после имплантации вблизи поверхности пленки Si₃N₄ зафиксированы отдельные кластеры металлического цинка размером порядка 100 нм и менее. В процессе отжига происходит их рост с одновременным превращением в фазу ZnSiN₂ и, возможно, в фазы оксида и силицида цинка вблизи поверхности. После отжига при температуре 700°С в пленке Si₃N₄ образуются Zn-содержащие кластеры размером около 100 нм.

Аморфные магнитные металлические сплавы по сравнению с кристаллическими являются достаточно новым классом материалов. Они значительно отличаются от кристаллических материалов своей структурой, физическими и магнитными свойствами. Аморфное состояние вещества — это состояние, при котором отсутствует дальний порядок в расположении атомов. Отсутствие дальнего порядка часто приводит к таким изменениям физических свойств, которые трудно или невозможно получить в твердом теле с кристаллической структурой. Одним из важных факторов является крайне малое значение магнитокристаллической анизотропии, что приводит к росту вкладов магнитоупругой анизотропии и анизотропии формы. В представленной работе проведен сравнительный анализ магнитных свойств образов трех типов. приготовленных из аморфного сплава Fe_77.5Si_12.5B₁₀ (ленты, толстые провода и микропровода в стеклянной оболочке). Обнаружено, что импедансные характеристики всех образцов являются весьма малыми, хотя и зависят от вида образца. Для композитных образцов (микропровод в стеклянной оболочке) магнитные свойства сильно зависят как от толщины металлической жилы, так и от отношения полной толщины микропровода к толщине металлической жилы. Полученные экспериментальные результаты представлены в виде графических зависимостей.

Представлены результаты исследования физико-химических свойств поверхности материалов на основе полилактида, модифицированных потоками низкотемпературной плазмы тлеющего разряда. В качестве плазмообразующего газа выступала смесь аргона и воздуха, в качестве прекурсора аминогрупп в плазму были инжектированы пары диэтиламина. Элементный состав и химическое состояние поверхности были исследованы методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. Установлено присоединение атомов азота к поверхности полилактида посредством формирования связи с атомами углерода. Измерение краевого угла смачивания показало, что обработка поверхности образцов указанным способом значительно повышает их гидрофильность. Полученные материалы на основе полилактида, с поверхностью, модифицированной плазмой смеси аргона и воздуха с добавлением диэтиламина, могут иметь перспективы использования в биомедицине благодаря улучшенной гидрофильности и наличию на поверхности реакционноспособных кислород- и азотсодержащих функциональных групп.

При помощи оригинальной магнетоемкостной методики, основанной на одновременном измерении емкостей между квазидвумерной электронной системой в одиночной квантовой яме GaAs и двумя затворами, расположенными по разные стороны от нее, исследованы индуцированные магнитным полем квантовые фазовые переходы между двухслойным и “однослойным” состояниями системы. Измерения выполнены на образцах с шириной квантовых ям 50 и 60 нм. Двухслойное состояние образовано слоями двумерных электронов, расположенными около противоположных стенок квантовой ямы. Оно характеризуется квантовыми магнетоосцилляциями сжимаемости каждого из слоев с частотой осцилляций, определяемой плотностью электронов в соответствующем слое. В “однослойном” состоянии минимумы сжимаемости наблюдаются только при заполнении всеми электронами одного или двух спиновых подуровней нижнего уровня Ландау (т. е. при значениях полных факторов заполнения v_tot = 1, 2). Кроме того, в этом состоянии выполняется соотношение между измеряемыми емкостями, характерное для случая нахождения между затворами только одного слоя электронов. Установлено, что один переход из двухслойного в “однослойное” состояние происходит при достижении квантового предела, т.е. при v_tot ≈ 2, независимо от плотности электронов в системе и ширины квантовой ямы. В области 1 < v_tot < 2 обнаружено различное поведение электронных систем в ямах различной ширины. В яме шириной 50 нм “однослойное” состояние существовало при всех исследованных значениях факторов заполнения v_tot ≤ 2. В яме шириной 60 нм при 1 < v_tot < 2 наблюдали область двухслойного состояния с несжимаемым состоянием электронов в слое большей плотности на факторе заполнения единица в этом слое. В результате на образцах с шириной квантовой ямы 60 нм наблюдали три индуцированных магнитным полем квантовых фазовых перехода, на образце с шириной квантовой ямы 50 нм — только один. Такая зависимость картин квантовых фазовых переходов от ширины квантовой ямы, предположительно, обусловлена различной величиной туннельной связи между слоями. Впервые установлено существование индуцированного магнитным полем сжимаемого однослойного состояния в номинально двухслойной электронной системе.

Предложены два типа рефлектометров поляризованных нейтронов в зависимости от типа конфигурации блока мишени (“мишенной сборки”) — с тепловым или криогенным замедлителями — на компактном источнике нейтронов DARIA (Dedicated for Academical Research and Industrial Application). Моделирование и оптимизация узлов рефлектометров проводили методом Монте-Карло в программном пакете McStas с заранее заданными разрешением по переданному импульсу Δq/q ≤ 5 % для углов отражения больших, чем критический угол θ_кр и горизонтальной расходимостью нейтронного пучка Δθ ≤ 0.1° при θ < θ_кр и Δθ ≤ 0.033° при θ > θ_кр. Для уменьшения потерь нейтронов предложены нейтроноводы с суперзеркальным покрытием. Система прерывателей нейтронного пучка позволяет формировать на образце спектр нейтронов заданной ширины.