Том 88, № 2 (2024)

Предложена конструкция и выполнено численное моделирование фазовращательного элемента W-диапазона (75–110 ГГц). Структура фазовращателя представляет собой периодический массив прямоугольных патч-антенн на диэлектрической подложке со встроенными pin-диодами. Численно продемонстрирована возможность достижения фазового сдвига прошедшей волны до 87° на частоте 96 ГГц при потерях пропускания не более ‒7 дБ.

Выполнены экспериментальные исследования инжекционных поверхностно-излучающих лазеров с вертикальным хиральным микрорезонатором на основе AlAs/(Al, Ga)As/GaAs в режиме многомодовой генерации. Продемонстрирована высокая степень циркулярной поляризации излучения > 70% различных мод генерации, измеренных с высоким спектральным разрешением. Построены подробные карты пространственного и углового распределения интенсивности лазерного излучения.

Исследованы нейтральные возбуждения с нулевым импульсом в лафлиновской жидкости на факторе заполнении электронов 1/3. Обнаружено, что нижайшими по энергии являются спин-магнитогравитоны, возбуждения с одновременным изменением электронной плотности в лафлиновской жидкости и спинового квантового числа электронной системы на единицу. Демонстрируется экспериментальная возможность формирования новых квазиравновесных состояний энионной материи – лафлиновских растворов спин-магнитогравитонов. В лафлиновских растворох наблюдается новый тип оптического рассеяния.

Проанализировано влияние электронного спинового резонанса на величину продольного сопротивления двумерного электронного канала в режиме квантового эффекта Холла вблизи целочисленных факторов заполнения. Увеличение сопротивления при нечетных факторах заполнения обусловлено эффективным увеличением температуры при поглощении с образованием дополнительных спиновых экситонов. При четных факторах заполнения поглощение, зависящее от спиновой поляризации системы при ненулевой температуре, приводит к переходу существующих комбинированных спин-флип возбуждений в расположенные выше по энергии короткоживущие возбуждения, что эквивалентно понижению эффективной температуры.

Описана разработка биосенсора для быстрого и чувствительного детектирования ботулинического токсина типа А. Сенсор представляет собой SERS-подложку с оптимизированной концентрацией меченых аптамеров, иммобилизованных на ее поверхности. Он позволяет проводить детектирование ботулинического токсина типа А с пределом обнаружения 2.4 нг/мл за 1 ч.

Измерены температурные зависимости намагниченности наночастиц ε-In_0.04Fe_1.96O₃ в режиме охлаждения и нагревания. При температуре 150 К наблюдается резкое падение их намагниченности. Получены доказательства того, наблюдаемый магнитный фазовый переход сопровождается опрокидыванием намагниченности вследствие спин-переориентационного перехода первого рода. Экспериментальные результаты описываются в рамках термодинамического подхода.

Исследовано влияние вертикального электрического поля на фотолюминесценцию инкапсулированного гексагональным нитридом бора монослоя MoSe₂. В спектрах наблюдается квадратичный от приложенной разности потенциалов сдвиг линий фотолюминесценции экситонов и трионов, а также изменении их интенсивности. Найдено, что величина штарковского сдвига заметно превосходит предсказанную теоретически. Обнаружено, что энергетическое расстояние между линиями триона и экситона в спектрах меняется с величиной внешнего поля, что связано с зависимостью плотности свободных носителей заряда в монослое от поля. Этот эффект позволил определить плотность свободных носителей заряда в монослое, которая меняется с полем и лежит в диапазоне от 0.3–3.4⋅10¹² см^-2.

С помощью канонического квантования анализируется движение микрочастицы в среде с вязким сопротивлением. Детально рассматриваются локализованные волновые пакеты типа когерентных состояний. Установлено, что вязкое сопротивление подавляет квантовые свойства микрочастицы, что позволяет рассматривать вязкую среду как классический прибор.

Вычисление квадратур возникает во многих физических и технических приложениях. Отобраны лучшие квадратурные формулы и проведено их количественное сравнение на ряде представительных примеров.

Изучены релаксационные спады сигналов фотонного эха в тонких пленках оксида цинка, изготовленных методом магнетронного распыления. Эхо-сигналы возбуждаются на длине волны 800 нм на переходах между квантовыми уровнями, возникающими при локализации экситонных состояний в квантово-размерных структурах, в режиме двухфотонного поглощения лазерных импульсов с длиной волны 800 нм.

Теоретически получены топологические законы рассеяния волны Рэлея на статистической неоднородности изотропного твердого тела в рэлеевском пределе. Они полностью определяются структурой неоднородности и содержат рэлеевский закон как частный случай. Нарушение ими рэлеевского закона для более общей, чем рэлеевская, топологии неоднородности впервые позволяет моделировать спектр рассеяния вплоть до его осцилляций и сильной угловой анизотропии.

В области сверхнизких температур экспериментально исследован электронный транспорт неравновесных квазичастичных возмущений, инжектированных в сверхпроводящий алюминий из нормального металла. Изучены гибридные наноструктуры в форме Т-образного электрода из нормального металла (медь) – туннельного слоя диэлектрика (оксид алюминия) – сверхпроводящей вилки (алюминий), являющиеся твердотельными аналогами двухлучевого оптического интерферометра. При фиксированных напряжениях смещения, больших сверхпроводящей щели, обнаружена немонотонная зависимость туннельного тока от перпендикулярного магнитного поля. Эффект интерпретирован как присутствие когерентной составляющей квазичастичного тока.

Для дистанционной идентификации процессов мощной солнечной активности в форме корональных выбросов массы, направленных в сторону Земли, разработана методика фликкер-шумовой спектроскопии. Представлены результаты анализа геоэффективных событий (класса выше G1) по данным международной сети нейтронных мониторов и многонаправленного мюонного годоскопа УРАГАН, которые указывают на появление предвестников (с опережением в пределах 1–2 сут) приближения корональных выбросов массы к орбите Земли.

С 2022 г. в ИКФИА СО РАН проводиться непрерывный мониторинг прогноза наземных проявлений космической погоды по данным нейтронных мониторов станций Якутск и Тикси в реальном времени. Предварительные исследования в периоды геомагнитных возмущений в 2022 г. показали, что результаты этого мониторинга могут дать дополнительную возможность их использования для целей прогноза больших геомагнитных бурь.

Представлены результаты изучения относительного содержания и энергетических спектров надтепловых ионов ⁴Не, C, O и Fe в потоках частиц из долгоживущих приэкваториальных корональных дыр. Установлено, что энергетические спектры ионов имели степенную либо экспоненциальную форму и, в ряде событий, в области малых энергий ионов (~0.2–1.5 МэВ/нуклон) наблюдались повышенные потоки частиц, создавая излом в спектрах, что может быть обусловлено добавочными ионами, ускоренными за пределами 1 а.е.

Детектор ТУС – высокочувствительный орбитальный телескоп. Благодаря полярной орбите космического аппарата детектор проводил наблюдения УФ-свечения атмосферы над овалом полярных сияний. Проведена регистрация событий с характерными для пульсирующих полярных сияний вариациями свечения. События расположены вдоль экваториальной границы аврорального овала, возникают во время длительных геомагнитных возмущений. Сопоставление с данными детекторов заряженных частиц показывает наличие повышенного потока высыпающихся высокоэнергичных электронов (с энергиями более 100 кэВ) одновременное с УФ-свечением.