Том 164, № 5 (2023)

Представлены экспериментальные результаты исследования формирования и динамики цепочечных структур активными броуновскими частицами в тлеющем разряде постоянного тока. Механизм активного движения частиц связан с преобразованием лазерного излучения частицами в энергию собственного (не теплового) движения. С помощью анализа параметров движения (траекторий, среднеквадратичного смещения, кинетической энергии) в зависимости от интенсивности лазерного излучения, падающего на частицы, показано, что частицы являются активными броуновскими. При этом возможно управлять их движением без изменения параметров разряда. Экспериментально обнаружено, что формирование цепочечных структур и их устойчивое состояние не нарушается при кинетическом разогреве частиц с ростом их кинетической энергии более чем на порядок. Это свидетельствует о реализации механизма формирования цепочек с сильной связью между частицами, который не объясняется простым кильваторным (ионным) следом за вышестоящей частицей.

Представлен обзор генераторов Монте-Карло (МК) для моделирования протон-протонных столкновений при энергиях коллайдера NICA, а также приведено сравнение результатов моделирования с имеющимися экспериментальными данными. В частности, средние множественности, средние поперечные импульсы± ±и распределения по быстроте для p(p¯), π , Kпри различных энергиях столкновения сопоставленыс результатами моделирования с помощью генераторов событий Pythia, Epos, SMASH и UrQMD. Также проведено сравнение данных, полученных с помощью МК-генераторов, с данными для двухчастичных корреляций стабильных заряженных частиц. Обсуждается влияние физических механизмов, используемых в данных МК-генераторах, на исследуемые наблюдаемые. Предложены измененные значения параметров физических моделей, заложенных в Pythia, что существенно улучшает описание экспериментальных данных.

Экспериментально исследовано зеемановское расщепление в гетероструктуре GaAs/AlGaAs. Проведенный численный расчет волновых функций экситонных состояний, учитывающий зоны тяжелых дырок, легких дырок и зону, отщепленную спин-орбитальным взаимодействием, количественно согласуется с экспериментальными данными как для экситона с тяжелой дыркой, так и для экситона с легкой дыркой. Показано, что для объяснения экспериментально полученных значений зеемановского расщепления в исследованной квантовой яме необходим учет как кулоновского взаимодействия, так и вклада трех зон в валентной зоне. Описан эффект экранирования экситонных состояний двумерным газом электронов,концентрация которых составляет величину n ≈ 109-см . Численный расчет проведен для большогодиапазона ширин квантовых ям и концентраций алюминия в барьерах, составлена карта зависимостивеличины эффективного g-фактора от этих параметров для магнитного поля величиной B = 5 Тл.

Исследовано влияние конкуренции одноионной анизотропии и анизотропии типа «легкая плоскость» на магнитные свойства мультислойной структуры Co/Cu/Co. Особенности влияния эффектов анизотропии были выявлены как в окрестности критической температуры Tc, так и в низкотемпературной области T ≪ Tc. Численное моделирование магнитных свойств мультислойной структуры было осуществлено с применением анизотропной модели Гейзенберга. Показано, что в окрестности Tc анизотропия типа «легкая плоскость» оказывает преимущественное воздействие на магнитные свойства структуры по сравнению с влиянием одноионной анизотропии. В низкотемпературной области процесс переключения магнитного состояния ферромагнитной пленки во внешнем поле приводит к возникновению особенностей в гистерезисных эффектах, обусловленных конкуренцией типов магнитной анизотропии. Магнитная структура демонстрирует размерный переход от поведения, задаваемого анизотропией типа «легкая плоскость», к поведению с определяющим влиянием одноионной анизотропии. Выявленный размерный переход сопровождается спин-флоп-эффектом.

В предыдущей работе мы представили эксперименты, которые предполагали, что может наблюдаться ферромагнитное упорядочивание спинов локализованных дырок в квантовых ямах GaAs/AlGaAs при легировании мелкими акцепторами (Be) в концентрации, близкой к переходу металл-изолятор. Компенсирующая примесь (Si) вводилась в узкую область в центре барьеров [А. В. Шумилин, В. И. Козуб, Н. В. Агринская, Н. Ю. Михайлин, Д. В. Шамшур, ЖЭТФ 159, 915 (2021)]. В этой работе мы представляем результаты магнитотранспортных экспериментов, выполненных на аналогичных структурах без компенсирующей примеси (Si). В данных образцах степень компенсации контролируется фоновыми примесями, расположенными на краях квантовых ям и в барьерах. При низких температурах, T 10 K, мы наблюдали изотропное, линейное магнитосопротивление, аномальное поведение эффекта Холла в зависимости от магнитного поля, а также медленные релаксации сопротивления после приложения магнитного поля. Мы объясняем такой аномальный магнитотранспорт как проявление ферромагнитного перехода или спинового стекла, возникающего вследствие непрямого спинового обмена между дырками, локализованными на примесях, вблизи перехода металл-изолятор. Однако совершенный беспорядок, включающий знаки интерспиновых взаимодействий, приводит к нестабильным конфигурациям. Далее мы представляем модель, в которой, стартуя с совершенного беспорядка, мы предлагаем метод получения стабильной конфигурации. Показано, что результирующая спиновая структура, «плотно упакованная» структура «кластеров», способна объяснить особенности, наблюдающиеся в эксперименте, в частности изотропное линейное магнитосопротивление.

Исследовано влияние гауссова шума на переключение мемристора на основе ZrO2(Y) из низкорезистивного состояния (НРС) в высокорезистивное состояние (ВРС), включая переход из НРС в промежуточные метастабильные состояния. В качестве переключающих сигналов использовалась последовательность положительных (с добавлением или без добавления шумового сигнала) и отрицательных прямоугольных импульсов напряжения. Добавление шума к переключающему сигналу инициирует переключение мемристора из НРС в ВРС при меньших амплитудах импульсов, чем в случае переключения прямоугольными импульсами без наложения шума. Добавлением шума с определенными параметрами к прямоугольным переключающим импульсам может быть достигнуто необходимое (заданное) ВРС, минуя промежуточные состояния. При этом резистивное переключение реализуется без применения адаптивных протоколов переключения. Результаты настоящего исследования могут быть применены при разработке инновационных протоколов переключения мемристоров.

Рассматривается течение жидкости со сводной границей, которая задается как функция высоты от координаты x с двумя асимптотами на положительной и отрицательной бесконечностях (гидравлический прыжок). Для описания явления используется приближение Буссинеска, а также вводится дополнительная сила. Сила подбирается зависящей только от высоты поверхности. Задача решается аналитически без применения численных схем. При помощи данной методики определяются поверхность прыжка и действующая сила в зависимости от координаты распространения волны.

Связанные нелинейные уравнения Шредингера для параксиальной оптики с двумя круговыми поляризациями света в дефокусирующей керровской среде с аномальной дисперсией по форме совпадают с уравнениями Гросса-Питаевского для бинарного бозе-конденсата холодных атомов в режиме разделения фаз. При этом винтовая симметрия оптического волновода соответствует вращению поперечного потенциала, удерживающего бозе-конденсат. Значительное влияние на распространение световой волны в такой системе оказывает «центробежная сила». Численные эксперименты для волновода эллиптического сечения выявили ранее не наблюдавшиеся в оптике характерные структуры, состоящие из квантованных вихрей и доменных стенок между двумя поляризациями.