Том 87, № 4 (2023)

С помощью матричного метода решения линеаризованных уравнений Узаделя получена критическая температура и распределение синглетных компонент спаривания структуры сверхпроводник/ферромагнетик/сверхпроводник/ферромагнетик с неидеальными границами. Получен переход из π- в 0-фазовое состояние между слоями сверхпроводников при изменении угла между намагниченностями ферромагнитных слоев в такой структуре.

Изучены ab initio структурные и электронные свойства сплавов Mn₃Z (Z = Ga, Ge). Показано, что в кубической и тетрагональной фазах энергетически выгодной является конфигурация с антипараллельной ориентацией магнитных моментов атомов Mn на различных подрешетках. Спиновая поляризация в тетрагональной фазе на уровне Ферми составляет ≈60%, что согласуется с экспериментом.

В рамках теории функционала спиновой плотности изучены энергетические и магнитные свойства систем Fe/Cr/Fe, Fe/Pt/Fe с использованием пакета программ VASP. Расчеты зависимости полной энергии от угла направления магнитного момента атомов показали преимущество перпендикулярной анизотропии для Fe/Cr/Fe при всех рассмотренных толщинах пленок Fe и ориентации поверхности. Для Fe/Pt/Fe наблюдается более сложная зависимость, но с увеличением толщины пленки железа наблюдается преобладание анизотропии типа легкая плоскость.

Построены диаграммы перемагничивания для продольно подмагниченной пленки с параметрами железо-иттриевого граната с примесью кобальта. Пленка возбуждается наносекундными импульсами магнитного поля c амплитудой до 1000 Э. Показано, что при намагничивающем поле, меньшем поля анизотропии, под действием поля импульсов, осуществляются переходы между стабильными состояниями, характеризующиеся минимумами энергии.

Изучены новые структуры сверхпроводящих спиновых клапанов конструкций Fe2/Nb/Fe1/CoO_x и Fe2/Al₂O₃/Nb/Al₂O₃/Fe1/CoO_x. Работа этих структур построена за пределами классического эффекта близости сверхпроводник/ферромагнетик. Интерфейс сверхпроводник/ферромагнетик в этих структурах разделен дополнительным изолирующим слоем. Согласно результатам наших исследований, наиболее перспективными конструкциями для дальнейшего исследования являются конструкции Fe2/Al₂O₃/Nb/Al₂O₃/Fe1/CoO_x.

Исследованы двухслойные гетероструктуры ферромагнетик/сегнетоэлектрик, в которых в качестве ферромагнитного слоя использовался кобальт, а в качестве сегнетоэлектрической подложки ниобат лития среза 41°Y-cut. Показано, что при приложение электрического поля от 10 до 50 В к сегнетоэлектрической подложке ниобата лития регистрируется изменения направления вектора намагниченности ферромагнитного слоя.

Исследовано температурное поведение электрического сопротивления пленочных гетероструктур Ba_0.8Sr_0.2TiO₃/LaMnO₃/Ba_0.8Sr_0.2TiO₃ на подложке MgO. Показано, что сопротивление значительно уменьшается с температурой ниже температуры максимума около 170 K. Такое поведение можно связать с переходом интерфейса в высокопроводящее состояние, так как подобное поведение очень похоже на то, что наблюдалось в гетероструктуре Ba_0.8Sr_0.2TiO₃/LaMnO₃ на подложке монокристалла LaMnO₃.

Изучена температурная зависимость диэлектрической проницаемости и электропроводимости керамики ниобата натрия, легированной железом или висмутом в широком интервале частот внешнего поля. Определены фазовые переходы и их характеристики в данных твердых растворах, а также механизмы проводимости.

Разработана модель нестационарного транспорта носителей заряда в сегнетоэлектрических структурах M/PZT/M. Предполагается, что при комнатной температуре генерированные кислородными вакансиями электроны захвачены на уровни Ti⁺³ и перемещаются между ними под действием электрических полей, вызванных внешним смещением и поляризацией. Распределение поляризации в пленке PZT описывается с разной степенью усложнения – от постоянной по величине вне дефектных слоев до определяющейся уравнением, следующим из теории Ландау–Гинзбурга. Проведенное численное моделирование позволило объяснить причины и условия возникновения вольтамперных характеристик с необычными пиками токов, показать существование нескольких решений в модели Ландау–Гинзбурга для пленки с барьерами Шоттки и выявить реакцию заряженных доменных стенок на приложенное напряжение.

Кристаллические и магнитные структуры монокристаллов мультиферроиков Dy_{1 – x}Ho_xMnO₃ (x = 0, 0.2) были исследованы методами дифракции нейтронов. Показано, что замещение Dy на Ho на уровне 20% не изменяет общую кристаллическую симметрию соединения. Для обоих соединений она описывается группой Pbnm вплоть до очень низких температур. Магнитное упорядочение не изменяет кристаллическую структуру. Замещение Dy на Ho подавляет спонтанное упорядочение редкоземельной подсистемы с собственным вектором распространения (0 0.5 0). Это приводит к ситуации, когда две магнитные подсистемы, марганцевая и редкоземельная, имеют когерентное несоразмерное пространственное распространение.

Представлены результаты ab initio расчетов объемных структур и тонких пленок оксида гафния, а также гетероструктур на основе оксида гафния в тетрагональной фазе и кремния. Изучены их структурные и электронные свойства. Рассмотрены спектры плотности состояний, проведен анализ полученных результатов, а также выполнено сравнение некоторых из них с ранее полученными данными (для изученных систем).

Рассмотрено влияние изменения длины трубы дрейфа двухсекционной структуры осесимметричного релятивистского дифракционного генератора на выходную мощность и устойчивость генерации. Проведено сравнение распределения напряженности электрического поля для структур с двумя типами неоднородности: синусоидальная гофрировка и “полуторы на пьедестале”.

Развита модель модульной нелинейности для расчета поля ограниченных акустических пучков большой интенсивности. Получено точное решение данной задачи. Продемонстрировано влияние дифракционных и нелинейных эффектов на временной профиль пучка. Показано, что при уменьшении апертуры образуется последовательность коротких положительных импульсов большой амплитуды, наблюдавшаяся экспериментально.