Том 166, № 5 (2024)

Спектры поляризации двухуровневой системы в полихроматическом поле получены в двух случаях - с использованием приближения вращающейся волны и без использования указанного приближения. Полученные спектры сравнивались по двум показателям - по усредненному отклонению по всему частотному диапазону и по отклонению на частоте перехода. Оба показателя позволяют дать количественную оценку искажения спектров поляризации, которые вносит использование приближения вращающейся волны. Получены зависимости указанных выше показателей от ключевых параметров модели - от центральной частоты, от отстройки, от ширины спектра воздействующего полихроматического поля. Полученные зависимости позволяют оценить границы применимости приближения вращающейся полны при заданном уровне допустимых искажений в спектре поляризации.

Дано объяснение, почему уравнение Бруггемана непригодно для расчета эффективной диэлектрической проницаемости композитного материала, содержащего наполнитель с отрицательной диэлектрической проницаемостью. Получены формулы для расчета эффективной диэлектрической проницаемости композита, содержащего сферические наночастицы наполнителя с отрицательной диэлектрической проницаемостью. Эти формулы могут быть использованы при получении композитных материалов с заданной диэлектрической проницаемостью, когда в композитах в качестве наполнителя используются наночастицы металла. Предсказано существование в указанных случаях немонотонной ¾резонансной¿ зависимости эффективной диэлектрической проницаемости от концентрации наночастиц наполнителя.

Рассмотрен нагрев молекулярного облака фотонами, излученными первичной черной дырой (ПЧД), расположенной внутри облака. Для графитовых и силикатных пылинок построена зависимость температуры пыли как функции расстояния до ПЧД, а также спектр излучения пылинок. Полученный спектр сравнивается с чувствительностью космической обсерватории ¾Миллиметрон¿ для различных значений концентрации и размера пылинок и разных масс ПЧД.

Представлены результаты измерения свойств диборида циркония ZrB₂ в интервале температур 2500–5000 К: энтальпии, теплоты плавления, теплоемкости, удельного электросопротивления. Данные для жидкой фазы получены впервые. Исследование выполнено методом нагрева импульсом тока микросекундной длительности - методом ¾взрыва проводников¿ Лебедева на пластинках спеченного ZrB². Измеренная температура начала плавления диборида, 3400–3440 К, согласуется с фазовой диаграммой B–Zr. Установлено, что при 3000 К теплоемкость Cp = 2Дж/г ·К в два раза больше экстраполированных низкотемпературных справочных данных, а в жидкой фазе наблюдается монотонное снижение Cp от 2 до 1.5Дж/г ·К (при 5000 К). Для объяснения расхождений используется гипотеза об определяющей роли дефектов Френкеля в области плавления быстро нагреваемого вещества.

Измерен резонансный спектр дислокационных пробегов в кристалле NaCl(Ca+Ni) в сверхнизких скрещенных магнитных полях, постоянном поле Земли и переменном поле накачки. Движение обусловлено спин-зависимым преобразованием примесных стопоров на дислокациях, что приводит к их депиннингу и релаксационным перемещениям в поле внутренних напряжений. Спектр резонансных частот поля накачки интерпретируется в терминах сверхтонкого взаимодействия пар электронов на примесных центрах и окружающих лигандах Cl. Спектр сопоставлен с ранее полученными спектрами: микротвердости на том же кристалле и дислокационных пробегов в кристалле NaCl(Ca). Сходства и различия трех спектров помогают установить относительную роль примесей Са и Ni в наблюдаемых процессах.

Получено уравнение эволюции поляризации (плотности электрического дипольного момента) для мультиферроиков II типа, в которых поляризация пропорциональна векторному произведению спинов ионов ячейки. Рассмотрен режим, в котором основным механизмом эволюции является обменное кулоновское взаимодействие, моделируемое гамильтонианом Гейзенберга. Полученное уравнение эволюции поляризации содержит плотность спина и плотность нематического тензора, возникающего как антикоммутатор спинов для частиц с S = 1 и более (для частиц со спином S = 1/2 он вырождается в концентрацию частиц). Также для построения замкнутой модели эволюции спина и поляризации в мультиферроиках получены уравнения для упомянутых выше физических величин. Приведено обоснование спин-токовой модели с помощью уравнения баланса импульса и уравнения эволюции спина, выведенных из микроскопического многочастичного уравнения Паули с учетом спин-орбитального взаимодействия. Для анализа механизма формирования электрического дипольного момента, пропорционального векторному произведению спинов магнитных ионов, использована спин-токовая модель, в рамках которой получена связь коэффициента пропорциональности с обменным интегралом. В работе использовано приближение среднего поля, когда многочастичная волновая функция системы ионов аппроксимируется произведением одночастичных функций.

We experimentally investigate Josephson current between two 5 µm spaced superconducting indium leads,coupled to a NiTe2single crystal flake, which is a type-II Dirac semimetal. Under microwave irradiation, wedemonstrate a. c. Josephson effect at millikelvin temperatures as a number of Shapiro steps. In addition to theinteger (n= 1,2,3,4, ...) steps, we observe fractional ones at half-integer values n= 1/2,3/2,5/2and 7/2,which corresponds to πperiodicity of current-phase relationship. In contrast to previous investigations, we donot observe 4πperiodicity (disappearance of the odd n= 1,3,5, ... Shapiro steps), while the latter is usuallyconsidered as a fingerprint of helical surface states in Dirac semimetals and topological insulators. We argue,that our experiment confirms Josephson current through the topological hinge states in NiTe2: since one canexclude bulk supercurrent in 5 µm long Josephson junctions, interference of the hinge modes is responsible forthe πperiodicity, while stable odd Shapiro steps reflect chiral character of the topological hinge states.

Интерес к использованию сегнетоэлектрической энергонезависимой памяти в электронных запоминающих устройствах с низким энергопотреблением возник после открытия сегнетоэлектричества в оксиде гафния. Легирование пленок оксида гафния различными элементами позволяет улучшить их сегнетоэлектрические свойства. В данной работе объединены эксперимент и моделирование транспорта заряда для изучения влияния материала металлических электродов в структурах металл–сегнетоэлектрик–металл на основе оксида гафния–циркония на сегнетоэлектрические свойства и среднее расстояние между вакансиями кислорода в процессе циклической переполяризации структур.

Для атмосферного воздуха как смеси молекулярных газов, находящихся в термодинамическом равновесии, представлен алгоритм вычисления плотности атомов и молекул в случае разделения областей диссоциативного перехода для каждой из компонент. Результат сравнивается с приближением, для которого парциальные давления азота и кислорода не зависят от температуры. Ионизационное равновесие при температурах ниже 7000 К происходит через образование молекулярного иона NO⁺, а при более высоких температурах доминирует образование атомных ионов кислорода и азота. Показано, что при давлении порядка атмосферного с точностью выше 10% при анализе ионизационного равновесия вплоть до полной ионизации воздуха можно пренебречь электронно-возбужденными состояниями атомов. Для анализа плазмы воздуха в проводящем канале молнии использование результатов, а также экспериментальных данных показывает, что прохождение основного электрического тока на стадии возвратного удара отделено по времени от последующего расширения нагретого канала. Показано, что температура плазмы проводящего канала между соседними вспышками, а также перед прохождением основного электрического тока составляет примерно 4 кК. Эта температура поддерживается небольшими внешними электрическими полями.

Исследован сценарий низкопорогового распада обыкновенной СВЧ-волны с частотой, соответствующей второй гармонике электронного циклотронного резонанса, приводящий к возбуждению двух электронных бернштейновских волн, двумерно-локализованных в крупномасштабной когерентной структуре в разреженной плазме. С использованием предложенной модели получены оценки для порога этого нелинейного явления на установках ASDEX-Upgrade и Wendelstein 7-X, а также в модельном эксперименте на линейной установке.