Geum.ru

Академии наук

Вид материалаРеферат

Содержание


3. Квантовая макрофизика
Подобный материал:
1   ...   33   34   35   36   37   38   39   40   ...   53

3. КВАНТОВАЯ МАКРОФИЗИКА



Реализованы принципиально новые сверхпроводниковые джозефсоновские -контакты, использующие сосуществование сверхпроводимости (S) и ферро-магнетизма (F) в SFS тонкопленочных структурах. Сдвиг фазы возникает из-за взаимодействия куперовских пар с обменным полем ферромагнетика. При этом впервые экспериментально показано, что при замыкании -контакта сверх-проводящей петлей возникает спонтанный магнитный поток равный половине кванта магнитного потока 0/2. Такие спонтанные магнитные потоки были обнаружены и исследованы в различных сетках с -контактами при помощи сканирующего СКВИД-микроскопа. Выявлено, что антиферромагнитное упорядо-чение спонтанных потоков наиболее устойчиво в сетке. (ИФТТ РАН)

В рамках многоканальной теории рассеяния исследовано явление полного поглощения электромагнитных волн различными структурами с внутренним материальным резонансом и сформулированы условия для его реализации. Теоретически и экспериментально исследован эффект полного поглощения
света нанопористой металлической поверхностью за счет возбуждения плазменных колебаний, локализованных в порах. А также продемонстриро-
вана возможность реализации данного эффекта при произвольном угле падения
и поляризации падающего света. Результаты могут быть использованы для создания всенаправленных частотно-селективных оптических фильтров и погло-тителей.

Теоретически исследованы оптические свойства пористых металлических нанокластеров с несферической конфигурацией в виде двух взаимопроникающих нанопор в металле. При этом установлено, что плазмонная мода пористого кластера с нарушенной сферической симметрией является чрезвычайно чувствительной к диэлектрическому заполнению и форме нанопор. Данное явление может быть использовано для создания чувствительных биосенсоров в биофизике и медицине. (Саратовский филиал ИРЭ РАН)

Теоретически и экспериментально показано, что основным состоянием латерально-ограниченной многослойной структуры, содержащей три магнитных слоя, разделенных немагнитными прослойками, является спиновая спираль. Геликодальное распределение в этой системе возникает как результат конкуренции магнитостатического взаимодействия ближайших и следующих за ближайшими магнитных слоев. Для наблюдения спирального распределения был использован метод магнитно-силовой микроскопии.

Предсказаны эффекты выпрямления электрического тока в системах с некомпланарным распределением намагниченности. Построены феноменологи-ческая и микроскопическая (на основе s-d модели) теория эффектов выпрямления в некомпланарной геликоидальной структуре. Микроскопическими механизмами эффекта выпрямления являются асимметрия групповой скорости и рассеяния носителей тока, а также асимметрия вероятностей перехода между спиновыми подзонами. Теоретически показано, что в средах с вихревым распределением намагниченности должен наблюдаться «топологический» эффект Холла. (ИФМ РАН)

Обнаружено и исследовано явление Бозе-Эйнштейновской конденсации (БЭК) диполярных экситонов в двойных и одиночных квантовых ямах в полупро-водниковых гетероструктурах. БЭК экситонов, накапливаемых в ловушках, сопровождается макроскопическим заполнением основного экситонного состояния и возникновением крупномасштабной пространственной когерент-ности. По наблюдаемым в дальнем поле интерференционным картинам люминесценции установлено, что пространственная когерентность существует на масштабах периметра кольцевых ловушек и исчезает при больших оптических накачках (эффект разрушения экситонов из-за экранирования кулоновского взаимодействия), а также при увеличении температуры выше порога бозе-конденсации. При импульсном фотовозбуждении бозе-конденсата анализ интерференционных картин с высоким временным разрешением (около 200 пс) позволил установить, что пространственная когерентность возникает с задержкой около 1 нс относительно возбуждающего импульса. Эта задержка коррелирует с установлением квазиравновесия в экситонной системе и ее охлаждением до достаточно низких температур благодаря рассеянию на фононах. (ИФТТ РАН)

В антиферромагнетике с треугольной решеткой KFe(MoO4)2 обнаружена экзотическая магнитная структура, в которой сосуществуют чередующиеся магнитные плоскости со спиральным и коллинеарным упорядочением. Необычность спинового упорядочения состоит в том, что в соседних кристаллографических плоскостях реализуются магнитные структуры с несоизмеримыми значениями пространственного периода.

Нейтронографические исследования, изучение кривых намагничивания, теплоемкости и магнитного резонанса позволили экспериментально установить полную фазовую диаграмму этого соединения в координатах температура – магнитное поле и структуру спинового упорядочения в различных фазах. При этом упомянутые магнитные плоскости образуют две квазидвумерные магнитные подсистемы и демонстрируют практически независимое друг от друга поведение в магнитном поле. Так плоскости со спиральным упорядочением проявляют последовательность переходов между соизмеримыми и несоизмеримыми фазами, а плоскости с коллинеарным упорядочением – обычное опрокидывание магнитных подрешеток. Различные же фазы обладают либо трехмерным спиновым порядком, либо необычным квазидвумерным упорядочением.

Наличие различных типов упорядочения и последовательность фазовых переходов могут быть поняты на основе модели, устанавливающей связь между образованием спиральной или коллинеарной структуры с величиной отношения обменных интегралов внутри соседних кристаллографически неэквивалентных слоев ионов железа. (ИФП РАН; ИК РАН; Национальная лаборатория Оак Ридж, США; CEA-Grenoble, Франция; Университет Варвика, Великобритания; Университет Осаки, Япония)