Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Том 167, № 4 (2025)
АТОМЫ, МОЛЕКУЛЫ, ОПТИКА
УЛУЧШЕНИЕ ОПТИЧЕСКОГО ПОГЛОЩЕНИЯ КОГЕРЕНТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В СРЕДЕ ПУТЕМ ДОПИРОВАНИЯ ЕЕ НАНОАНТЕННАМИ: ЧИСЛЕННЫЙ АНАЛИЗ
Аннотация
Исследуется поглощение энергии в среде с примесью наночастиц золота при облучении инфракрасными лазерными импульсами интенсивностью 1015–1017 Вт/см2. Проводится численное моделирование взаимодействия излучения с наночастицами различной формы; наночастицы играют роль резонирующих наноантенн. Рассматривается кинетическая модель, внедренная с использованием численного программного обеспечения EPOCH. С его помощью моделируется и изучается отклик допирующих наночастиц на короткие импульсы инфракрасного лазерного излучения. Рассчитываются и исследуются характеристики поглощения среды с наночастицами, импульс и энергия получающихся при ионизации протонов, электронов и тяжелых ионов золота. С помощью специально разработанного программного обеспечения проводится сравнительный анализ энергии продуктов ионизации в присутствии наноантенн различных форм и размеров с целью определить условия, при которых происходят максимальное поглощение энергии из волны и повышение энергии получающихся ионов. Исследуется реакция наноантенн разных размеров квадрупольной, дипольной и сферической форм. Изучается динамика процесса ионизации среды при прохождении электромагнитного импульса и его взаимодействии с наноантенной.
Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2025;167(4):457–468
457–468
ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫЙ МАЛОГАБАРИТНЫЙ ИНТЕГРАЛЬНО-ОПТИЧЕСКИЙ КОМПОНЕНТ ФОТОННОГО МАТРИЧНОГО УМНОЖИТЕЛЯ
Аннотация
Перспективным классом оптических устройств для выполнения аналогового векторно-матричного умножения являются управляемые сети модуляторов Маха–Цендера, реализующие произвольные матрицы, например матрицы весов для полносвязной нейронной сети или матрицы ядра для сверточных нейронных сетей. В данной работе устранены главные недостатки таких устройств: ограниченные возможности масштабирования и сравнительно высокое энергопотребление, связанные с большими размерами управляемого элемента сети - модулятора Маха–Цендера с двумя входами и двумя выходами. Установлено, что функции модулятора Мах –Цендера может выполнять новый высокоэффективный компонент на основе микрокольцевого резонатора, туннельно связанного с несимметричным интерферометром Маха–Цендера. Установлено также, что такой элемент обеспечивает увеличение эффективности фазовой модуляции, которая практически совпадает с эффективностью фазовой модуляции в микрокольцевом резонаторе, но полностью устраняет паразитную амплитудную модуляцию, характерную для фазового модулятора на основе управляемого микрокольцевого резонатора.
Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2025;167(4):469–476
469–476
ЯДРА, ЧАСТИЦЫ, ПОЛЯ, ГРАВИТАЦИЯ И АСТРОФИЗИКА
МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕНЕЙ ЧЕРНЫХ ДЫР В РАСШИРЕННЫХ ТЕОРИЯХ ГРАВИТАЦИИ: УЧЕТ ВРАЩЕНИЯ И СВЯЗАННЫЕ ЭФФЕКТЫ
Аннотация
С помощью улучшенной версии алгоритма Ньюмена – Яниса получены метрики для вращающихся черных дыр для выборки из теорий, расширяющих ОТО разными способами: модели Хорндески и бамбелби, скалярная гравитация Гаусса –Бонне, петлевая квантовая гравитация, конформная гравитация и f(Q)-гравитация (симметричная телепараллельная гравитация). Полученные метрики используются для моделирования теней черных дыр. Показано, что для части моделей учет дополнительных параметров теорий ведет к появлению критических значений acrit углового момента a. Когда a становится равно acrit, тень перестает существовать. Подтверждается сделанный ранее вывод, что расширенная теория гравитации может как усиливать эффект вращения, так и ослаблять его. Это важно для дальнейшего моделирования профилей теней с учетом постоянно увеличивающейся точности фотографирования черных дыр. Таким образом, при учете вращения фотографии теней черных дыр, наравне с тестом GW170817 или постньютоновским формализмом, могут использоваться для проверки и ограничения расширенных теорий гравитации.
Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2025;167(4):477–490
477–490
ТВЕРДЫЕ ТЕЛА И ЖИДКОСТИ
УГЛОВАЯ РАСХОДИМОСТЬ НЕЙТРОННОГО МИКРОПУЧКА ИЗ ПЛОСКОГО ВОЛНОВОДА
Аннотация
Трехслойный волновод преобразует обычный коллимированный пучок нейтронов в узкий расходящийся пучок микронной ширины. Исследуется угловая расходимость нейтронного микропучка в зависимости от угловой расходимости падающего начального пучка. Приводятся экспериментальные результаты, полученные на времяпролетном рефлектометре РЕМУР импульсного реактора ИБР-2 в Дубне.
Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2025;167(4):491–501
491–501
ФОРМИРОВАНИЕ СОСТАВА В АНИОННОЙ ПОДРЕШЕТКЕ ТВЕРДОГО РАСТВОРА InAsxSb1−x ПРИ МОЛЕКУЛЯРНО-ЛУЧЕВОЙ ЭПИТАКСИИ НА ВИЦИНАЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ (001)
Аннотация
Экспериментально исследована зависимость доли мышьяка в слоях InAsxSb1−x, выращенных методом молекулярно-лучевой эпитаксии на вицинальной поверхности (001) с использованием потоков молекул As2/As4 и Sb4. Экспериментальные данные описаны с помощью кинетической модели, основанной на положениях и подходах, предложенных и апробированных ранее применительно к GaPxAs1−x. В настоящей модели учтены особенности взаимодействия молекул As2/As4 и Sb4 с поверхностью InAsxSb1−x(001). Установлено, что механизм взаимодействия молекул As2 c InAsxSb1−x(001) зависит от поверхностной сверхструктуры.
Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2025;167(4):502–516
502–516
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ КВАЗИСВОБОДНОГО ГРАФЕНА НА ПОДЛОЖКЕ SiC(0001) С ИНТЕРКАЛИРОВАННЫМИ СЛОЯМИ Au И Co
Аннотация
Проведен синтез квазисвободного графена с интеркалированными слоями как тяжелого металла Au, так и магнитного металла Co на полупроводниковой подложке 6H-SiC(0001). Метод синтеза заключается в последовательной интеркаляции атомов Au и Co, сначала атомов Au под нулевой слой графена на подложке SiC с образованием монослоя графена, а затем атомов Co под уже сформированный графен. Показаны результаты исследования системы, синтезированной при наиболее оптимальных условиях, обеспечивающих сохранение линейного конуса Дирака графена и минимизацию процессов силицидообразования в ультратонком металлическом слое под графеном. Обнаружено ферромагнитное упорядочение в слое графен/Au–Co, что в совокупности с индуцированным спин-орбитальным взаимодействием в графене может привести к реализации квантовых эффектов.
Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2025;167(4):517–527
517–527
ПОРЯДОК, БЕСПОРЯДОК И ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ В КОНДЕНСИРОВАННЫХ СРЕДАХ
ON THE THEORY OF CARBONITRIDE NUCLEATION KINETICS IN MICROALLOYED AUSTENITE
Аннотация
On the base of the critical analysis of existing models of strain induced precipitation of carbonitrides in austenite of microalloyed steels, a new kinetic model is developed. The driving chemical force for nucleation of carbonitrides can be calculated within the framework of Hillert and Staffansson’s regular solution theory, which treats carbonitrides as a binary mixture of carbides and nitrides, allowing further analysis of the nucleation kinetics using the formalism of Reiss’ binary nucleation theory. The nucleation rate calculated using this approach can differ significantly from the predictions of earlier models that used classical nucleation theory for singlecomponent (unary) systems.
Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2025;167(4):528–543
528–543
МУЛЬТИСТАБИЛЬНЫЕ СОСТОЯНИЯ И ДЕФОРМИРОВАННЫЕ ВИХРИ В ТОКОНЕСУЩЕМ СВЕРХПРОВОДЯЩЕМ МОСТИКЕ C ТОНКИМ СЛОЕМ НОРМАЛЬНОГО МЕТАЛЛА
Аннотация
Теоретически показано, что покрытие сверхпроводящего мостика (S) тонким слоем нормального металла (N) при определенных параметрах приводит к появлению в нем стационарных мультистабильных состояний, контролируемых током. Их наличие связано со входом лежащих в плоскости мостика вихрей и их локализации (пиннинге) на SN-интерфейсе. Вихри имеют деформированные (сжатые) коры в N-слое из-за его малой толщины dn и существуют в мостике несмотря на относительно большую длину когерентности εn ≫ dn. Наличие нескольких стационарных состояний, имеющих разные сверхпроводящие характеристики при одном значении тока, может быть использовано в сверхпроводящих запоминающих устройствах или детекторах электромагнитного излучения/частиц.
Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2025;167(4):544–552
544–552
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОМПОНЕНТ ТЕНЗОРОВ МАГНИТНОГО И КВАДРУПОЛЬНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ ИЗ АНАЛИЗА СПЕКТРОВ ЯМР
Аннотация
Рассмотрены методы определения компонент тензора магнитного и квадрупольного взаимодействий в ЯМР-экспериментах. Рассмотрена теоретическая база, необходимая для компьютерного моделирования спектров ЯМР. Описана процедура аналитического и численного решения уравнений Шредингера. Описаны основные функции программы моделирования спектров Simul. На примере конкретных экспериментальных спектров рассмотрены наиболее типичные примеры обработки данных ЯМР-эксперимента: поликристаллического, ориентированного соединения и монокристалла. Обсуждены подходы при обработке экспериментов в парамагнитном и упорядоченном состояниях, включая системы с несоизмеримой магнитной структурой.
Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2025;167(4):553–570
553–570
КРИТИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ В ГИСТЕРЕЗИСНОМ ПОВЕДЕНИИ МУЛЬТИСЛОЙНЫХ ГЕТЕРОСТРУКТУР
Аннотация
Проведено численное исследование магнитных свойств мультислойных магнитных гетероструктур. Исследуется влияние размерного перехода при изменении толщины ферромагнитных пленок на температуру фазового перехода и гистерезисные эффекты. Полученные результаты показывают, что увеличение толщины ферромагнитных слоев ведет к повышению критической температуры всей структуры. В мультислойной гетероструктуре наблюдается наличие ступеней в петлях гистерезиса, возникающих в результате переворота намагниченности в атомарных слоях, что обусловлено обменным взаимодействием между ферромагнитными пленками.
Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2025;167(4):571–575
571–575
ЭЛЕКТРОННЫЕ СВОЙСТВА ТВЕРДЫХ ТЕЛ
ВЛИЯНИЕ ИОННОГО ОБЛУЧЕНИЯ НА СПИН-ЗАВИСИМЫЙ ТРАНСПОРТ В СВЕТОИЗЛУЧАЮЩИХ ДИОДАХ CoPt/GaAs/InGaAs
Аннотация
Исследовано влияние дефектообразования на времена спиновой релаксации и рекомбинации носителей заряда в спиновых светоизлучающих диодах с ферромагнитным инжектирующим контактом CoPt/Al2O3/GaAs. Контролируемое дефектообразование осуществлялось путем облучения сформированных диодов ионами He+ с флюенсом 1012 см−2 и энергией 20 кэВ. Показано, что после облучения рекомбинационное время жизни в структурах существенно снижается, но время спиновой релаксации носителей, напротив, не претерпевает существенных изменений. В результате ионное облучение и сопутствующее образование вакансий обусловливают повышение степени циркулярной поляризации электролюминесценции спиновых светоизлучающих диодов за счет повышения отношения времени спиновой релаксации ко времени жизни (τs/τR). Полученный эффект сопровождается гашением электролюминесценции, что ставит под сомнение возможность применения данного метода в спиновых светоизлучающих диодах. Однако в приборах спинтроники, использующих спин-зависимый транспорт, возможность повышения времени спиновой релаксации при ионном облучении положительно скажется на эффективности их работы.
Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2025;167(4):576–585
576–585
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОВОДИМОСТИ ДВУМЕРНОЙ МОДЕЛИ РЭЛЕЯ ПРИ КРИТИЧЕСКОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ: СРАВНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ МУЛЬТИПОЛЬНОГО РАЗЛОЖЕНИЯ И АНАЛИТИЧЕСКОГО БИНАРНОГО ПРИБЛИЖЕНИЯ
Аннотация
Проведено исследование эффективной проводимости двумерной модели Рэлея - тонкой пленки с периодическим расположением включений круговой формы - численным методом мультипольного разложения. Как сама проводимость, так и производные по ее аргументам определены при фиксированной концентрации, равной критической, практически во всем диапазоне h ≤ 1, где h - отношение проводимостей компонент. Показано, что в критической области (окрестности точки фазового перехода металл–диэлектрик) вычисленные значения проводимости и ее производных совпадают с соответствующими результатами, полученными в рамках бинарного приближения. Это означает, что найденные ранее аналитические результаты с приемлемой точностью описывают эффективную проводимость рассмотренной модели в критической области.
Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2025;167(4):586–593
586–593
СТАТИСТИЧЕСКАЯ И НЕЛИНЕЙНАЯ ФИЗИКА, ФИЗИКА "МЯГКОЙ" МАТЕРИИ
ВИХРЕВОЕ ДВИЖЕНИЕ В СУСПЕНЗИИ АКТИВНЫХ БРОУНОВСКИХ ЧАСТИЦ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Аннотация
Представлены результаты исследования динамики системы янус-частиц в минеральном масле при воздействии лазерного излучения. Янус-частицы представляли собой монодисперсные сферические пластиковые микрочастицы, частично покрытые медью. При длительной экспозиции в лазерном излучении постоянной интенсивности в системе янус-частиц наблюдалось коллективное активное вихревое движение и его эволюция. Наблюдаемое активное движение возникало в результате поглощения лазерного излучения янус-частицами. Лазерное излучение вызывало нагрев металлического покрытия частиц, в результате чего возникал эффект термофореза.
Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2025;167(4):594–600
594–600
О ЕДИНСТВЕ МЕХАНИЗМА ТУРБУЛЕНТНОСТИ ПРИ МНОГООБРАЗИИ ВОЗМОЖНЫХ ВАРИАНТОВ ДВИЖЕНИЯ ТУРБУЛЕНТНЫХ СТРУЙ
Аннотация
На основе представлений о механизме динамического взаимодействия внешнего ламинарного потока с возмущенной границей турбулентной струи как о процессе формирования отрывных вихрей на границе струи (в работах [1–4], разработанных для простейшей линейной структуры движения струи) проведено исследование гидродинамики турбулентных струй с учетом многообразия физических условий, определяющих картину турбулентных течений подобного типа.
Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2025;167(4):601–607
601–607