Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Том 89, № 2 (2025)
Новые материалы и технологии для систем безопасности
УСИЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ В РЕЗОНАТОРЕ +В СУБТЕРАГЕРЦОВОМ ЧАСТОТНОМ ДИАПАЗОНЕ
Аннотация
Выполнено численное моделирование планарных резонаторов для субтерагерцового частотного диапазона, ограниченных различными типами отражателей: брэгговские зеркала, решетчатые зеркала, сплошные металлические зеркала. Построены зависимости усиления напряженности электрического поля в резонаторе от параметров структуры при нормальном падении электромагнитной волны на поверхность резонатора. Определены физические ограничения, накладываемые на величину усиления.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(2):168–173
168–173
ДВУМЕРНЫЕ ПЛАЗМЕННЫЕ ВОЗБУЖДЕНИЯ В РАЗРЕЗНОМ КОЛЬЦЕВОМ РЕЗОНАТОРЕ
Аннотация
Выполнен анализ электромагнитных свойств разрезного кольцевого резонатора на основе двумерной электронной системы. Анализ поглощения электромагнитного излучения двумерной электронной системы в геометрии разрезного кольцевого резонатора выявил новые плазменные моды, связанные с разрезом в структуре. Указанный плазмонный резонанс проявляется в условиях возбуждения как переменным электрическим, так и переменным магнитным полем, что открывает возможность для разработки высокоэффективного перестраиваемого фазового элемента.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(2):174–179
174–179
НИЗКОЧАСТОТНЫЕ СВОЙСТВА ПЛАЗМОННОГО ДЕТЕКТОРА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ КРЕМНИЯ
Аннотация
Свойства плазмонного детектора электромагнитного излучения на основе кремния были изучены в области малых частот (0.1–20 ГГц). При этом чувствительный элемент детектора был встроен в согласованный копланарный волновод, по которому пропускалось электромагнитное излучение. Измерена зависимость постоянного напряжения, возникающая на выходе детектора, от частоты возбуждающего излучения. Получены мощностные характеристики такого детектора, определена мощность электромагнитного излучения, при которой детектор переходит в нелинейный режим.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(2):180–183
180–183
ВРЕМЯ ОТКЛИКА ПЛАЗМОННОГО ДЕТЕКТОРА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ КРЕМНИЯ
Аннотация
Исследовано время отклика плазмонного детектора электромагнитного излучения на основе кремния. Для этого были проведены эксперименты по смешиванию в микроволновом частотном диапазоне. При этом чувствительный элемент детектора был встроен в щели согласованного копланарного волновода. По затуханию амплитуды сигнала смешивания на разностной частоте было оценено время отклика τ = 60 ± 10 пс.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(2):184–187
184–187
ФАЗОВАЯ ДИАГРАММА МАГНИТОЭКСИТОННОГО КОНДЕНСАТА
Аннотация
Построена фазовая граница перехода «газ – магнитоэкситонный конденсат» возбужденной двумерной электронной системы, помещенной в квантующее магнитное поле, в координатах «температура – плотность возбуждений». На основании экспериментальных данных можно сделать вывод о том, что конденсат представляет собой коллективное, несжимаемое в реальном пространстве, возбужденное состояние квантово-холловского диэлектрика.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(2):188–194
188–194
ИЗУЧЕНИЕ ДИНАМИКИ ПЛАЗМАРОНОВ ПРИ ФАКТОРАХ ЗАПОЛНЕНИЯ ОТ 1 ДО 2
Аннотация
Исследован спектр люминесценции двумерных электронных систем в диапазоне факторов заполнения от 1 до 2 при температуре 40 мК. Выявлены плазмаронные пики в спектре и их перестройка при факторе заполнения 4/3. При высокой мощности накачки обнаружены дополнительные пики, названные «двойными плазмаронами», что указывает на сложные взаимодействия в системе.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(2):195–199
195–199
МАГНИТНЫЕ ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ И КОЛЛЕКТИВНЫЕ ЭФФЕКТЫ В ГЕТЕРОСТРУКТУРАХ MgZnO/ZnO
Аннотация
Представлены результаты исследования двумерных электронных систем, реализованных в гетероструктурах MgZnO/ZnO, с высоким значением параметра взаимодействия. С помощью метода неупругого рассеяния света наблюдаются ферромагнитные переходы и спиновые текстуры. Изучены дисперсионные зависимости ключевых энергетических параметров.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(2):200–203
200–203
ИЗУЧЕНИЕ ВРЕМЕННОЙ ДИНАМИКИ СИГНАЛА ФОТО-ОТРАЖЕНИЯ ПРИ ДРОБНОМ ФАКТОРЕ ЗАПОЛНЕНИЯ ν = 1/3 В СЕКУНДНОМ ДИАПАЗОНЕ
Аннотация
Изучена временная динамика сигнала фото-отражения при дробном факторе заполнения двумерных электронов ν = 1/3 в GaAs квантовой яме при гелиевых температурах T ≈ 0.6 K. Продемонстрировано, что с помощью модифицированной методики счета-фотонов возможно проводить измерения времен релаксации возбуждений в лафлиновской жидкости порядка 100 с.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(2):204–206
204–206
РЕЗОНАНСНАЯ ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ ВОЗБУЖДЕННОЙ ЛАФЛИНОВСКОЙ ЖИДКОСТИ
Аннотация
Проведены исследования резонансной фотолюминесценции возбужденной лафлиновской жидкости на факторе заполнения электронов 1/3. Показано, что для нейтрального дефекта в лафлиновской жидкости, состоящего из электрона на верхнем спиновом подуровне нулевого уровня Ландау и валентной дырки, влияние флуктуаций случайного потенциала на вероятность оптической рекомбинации дефекта подавляется (сверхэкранирование случайного потенциала). Заполнение лафлиновской жидкости возбуждениями с единичным спином (спин-магнитогравитонами) не влияет на этот эффект.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(2):207–210
207–210
ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ МОНОСЛОЕВ MoSe2: ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ И МОЩНОСТИ НАКАЧКИ
Аннотация
Изучена люминесценция экситонов и трионов в монослое MoSe2, инкапсулированном hBN, при нерезонансном фотовозбуждении электронно-дырочных пар в зависимости от температуры и интенсивности накачки. Сдвиг линий люминесценции и перераспределение интенсивностей можно объяснить влиянием как ферми-газа свободных электронов, так и локализованных состояний электронов, обусловленных наличием примесей в нитриде бора hBN.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(2):211–214
211–214
ВОЗБУЖДЕННЫЕ СОСТОЯНИЯ ЭКСИТОНОВ В МОНОСЛОЯХ ДИХАЛЬКОГЕНИДОВ ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ В СПЕКТРАХ ОТРАЖЕНИЯ ВПЛОТЬ ДО КОМНАТНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ
Аннотация
Методом оптической спектроскопии отражения исследованы основные и возбужденные состояния А- и В-экситонов в монослоях MoSe2 и WSe2 в широком диапазоне температур вплоть до комнатной. Показано, что возбужденные состояния наблюдаются в спектре даже при комнатной температуре. В зависимости от подобранных параметров структуры линия В-экситона может оказаться сравнимой по интенсивности с линией А-экситона.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(2):215–219
215–219
СПЕКТРЫ ОТРАЖЕНИЯ ДВУМЕРНЫХ ЭКСИТОНОВ В ГЕТЕРОСТРУКТУРАХ С МОНОСЛОЯМИ MoSe2 И WSe2
Аннотация
Разработана и освоена методика спектроскопии отражения и пропускания гетероструктур с монослоями MoSe2 И WSe2. Проведено сравнение полученных спектров со спектрами микрофотолюминесценции. Показано, что трионная линия, доминирующая в спектрах микрофотолюминесценции, отсутствует в спектрах отражения. Также представлена зависимость спектров отражения от толщины инкапсулирующих слоев.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(2):220–225
220–225
ОСЦИЛЛЯЦИИ ГИГАНТСКОГО УСИЛЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ НЕУПРУГОГО РАССЕЯНИЯ СВЕТА В ПЕРИОДИЧЕСКИХ ПЛАЗМОННЫХ СТРУКТУРАХ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТОЛЩИНЫ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО СЛОЯ
Аннотация
Обнаружено, что в металлических пленках с периодическими отверстиями (размер квадратного отверстия составлял половину периода) наблюдается эффект гигантского усиления интенсивности неупругого рассеяния света, причем коэффициент усиления значительно зависит от толщины металла (серебра). Показано, что при изменении толщины серебряной пленки в диапазоне от 5 до 140 нм наблюдаются сильные осцилляции коэффициента усиления, амплитуда которых может превышать порядок по величине. Обнаруженные осцилляции объясняются в терминах резонансного возбуждения стоячих плазмон-поляритонных волн в металлических пленках, дисперсия которых сильно меняется при вариации толщины металла.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(2):226–231
226–231
ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ОСТРОВКОВЫХ SERS-СТРУКТУР НА ПОДЛОЖКЕ GaP ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНО-УСИЛЕННОГО НЕУПРУГОГО РАССЕЯНИЯ СВЕТА В ИНФРАКРАСНОМ ЧАСТОТНОМ ДИАПАЗОНЕ
Аннотация
Изучены свойства периодических диэлектрических структур из фосфида галлия (GaP), покрытых слоем серебра, и позволяющих усиливать сигнал поверхностно-усиленного неупругого рассеяния света (SERS). Получены зависимости интенсивности сигнала рассеяния от периода для разных высот структуры. Проведено сравнение интенсивностей сигнала рассеяния для SERS-структур на подложках SiO2 и GaP для длин волн лазерного возбуждения 532, 785 и 1064 нм. Обнаружена способность структур на подложке GaP с тонким слоем металла усиливать сигнал более чем на 7 порядков в инфракрасном частотном диапазоне. Изучена зависимость коэффициента усиления рамановского сигнала от толщины напыленного слоя.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(2):232–236
232–236
НАНОЧАСТИЦЫ ЗОЛОТА В КАЧЕСТВЕ ГКР-СУБСТРАТОВ ДЛЯ МТТ-ТЕСТА
Аннотация
Предложены несколько вариантов наночастиц золота для детекции формазана, образующегося в результате энзиматического восстановления МТТ-реагента ферментами E. coli. Показано, что золотые нанозвезды, покрытые мицеллообразующим стабилизатором, являются наиболее перспективным ГКР-субстратом для детекции формазана в биологических смесях, снижая требуемый титр бактерий не менее чем на порядок.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(2):237–246
237–246
ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ СПЕКТРОСКОПИИ КОМБИНАЦИОННОГО РАССЕЯНИЯ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ СОДЕРЖАНИЯ ОБЩЕГО ГЕМОГЛОБИНА В КРОВИ ЧЕЛОВЕКА
Аннотация
Исследована возможность применения спектроскопии комбинационного рассеяния при определении общего содержания гемоглобина в крови. Установлено, что ряд линий КР-спектра линейно зависит от концентрации гемоглобина. Показано, что SERS с использованием коллоидов серебра также дает линейную концентрационную зависимость для интенсивности спектральных линий.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(2):247–255
247–255
РАЗРАБОТКА ГКР-АКТИВНЫХ ТРЕКОВЫХ МЕМБРАН С ПОВЫШЕННОЙ УСТОЙЧИВОСТЬЮ В БИОЛОГИЧЕСКИХ СРЕДАХ
Аннотация
Рассмотрены различные подходы для создания усиливающей поверхности на основе полиэтилентерефталатной трековой мембраны. Стабильность покрытия и потенциал применения полученных субстратов оценивали на примере аптасенсора для определения вируса гриппа А.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(2):256–264
256–264
ДИНАМИКА СПИНОРНЫХ ЭКСИТОН-ПОЛЯРИТОННЫХ КОНДЕНСАТОВ В ДВОЙНЫХ ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ ЛОВУШКАХ В GaAs/AlAs МИКРОРЕЗОНАТОРЕ ПРИ РЕЗОНАНСНОМ ПИКОСЕКУНДНОМ ВОЗБУЖДЕНИИ
Аннотация
В диапазоне длительностей до 1.5 нс исследована временная эволюция поляризованных спектров излучения спинорных экситон-поляритонных конденсатов в двойных туннельно-связанных потенциальных ловушках в высокодобротном GaAs/AlAs микрорезонаторе при T = 2 К, резонансно возбуждаемых пикосекундными лазерными импульсами. Получена оценка для времени спиновой релаксации конденсатов в двойной ловушке τS ≈ 10 нс. Обсуждается влияние туннельного взаимодействия и анизотропии потенциала ловушек на энергетический спектр поляритонных мод и динамику поляризации спинорного конденсата в них.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(2):265–273
265–273
АВТОКОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ И ХАОТИЧЕСКИЕ СОСТОЯНИЯ ПОЛЯРИТОННОЙ СИСТЕМЫ В РАЗМЕРНО-КВАНТОВАННОМ РЕЗОНАТОРНОМ МИКРОСТОЛБИКЕ
Аннотация
Теоретически исследованы свойства квазидвумерной экситон-поляритонной системы, локализованной в круглой микрорезонаторной мезе, в условиях резонансного фотовозбуждения. Предсказано, что при возбуждении нескольких подуровней размерного квантования происходит серия переходов от стационарных к автоколебательным и далее хаотическим состояниям. Переход от стационарных состояний к автоколебаниям сопровождается понижением вращательной симметрии до дискретной, а в хаотической области пространственная симметрия исчезает полностью. В спинорной поляритонной системе аналогичные явления приводят к поляризационному хаосу.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(2):274–279
274–279
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОРОГОВ ГЕНЕРАЦИИ ЦИРКУЛЯРНО ПОЛЯРИЗОВАННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ИНЖЕКЦИОННЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ЛАЗЕРОВ
Аннотация
Экспериментально исследованы зависимости интенсивности излучения в различных циркулярных поляризациях инжекционных поверхностно-излучающих лазеров с вертикальным хиральным микрорезонатором от величины возбуждающего тока. Наблюдалось резкое увеличение степени циркулярной поляризации излучения лазерных структур от малых значений ≈5% до величин <70% при токе, превышающим пороговое значение. С учетом нелинейных оптических свойств лазерных резонаторов проведены модельные расчеты, результаты которых хорошо согласуются с экспериментом.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(2):280–285
280–285
ИССЛЕДОВАНИЯ СПИН-ФОНОННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В МАГНИТНЫХ ТОПОЛОГИЧЕСКИХ ИЗОЛЯТОРАХ MnBi2Te4 МЕТОДОМ СПЕКТРОСКОПИИ КОМБИНАЦИОННОГО РАССЕЯНИЯ СВЕТА
Аннотация
В широком температурном диапазоне выполнены экспериментальные исследования спектров комбинационного рассеяния света в монокристаллах топологических магнитных изоляторов MnBi2Te4. Обсуждается влияние спин-фононного взаимодействия на изученные спектры при температурах ниже температуры антиферромагнитного фазового перехода.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(2):286–289
286–289
КОМБИНАЦИОННОЕ РАССЕЯНИЕ СВЕТА В ФЕРРОМАГНИТНЫХ НАНОПРОВОЛОКАХ Ge1−xCox
Аннотация
Обнаружена корреляция температурных зависимостей комбинационного рассеяния света и ферромагнитного резонанса в нанопроволоках разбавленного магнитного полупроводника Ge0.99Co0.01. Так, с ростом температуры происходит резкий красный сдвиг («смягчение») линий оптических фононов при T ≈ 74 K. Наблюдаемое поведение свидетельствует о сильном взаимодействии носителей не только с фононами, но и с магнитной системой.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(2):294–298
294–298
КОМБИНАЦИОННОЕ РАССЕЯНИЕ СВЕТА В ФЕРРОМАГНИТНЫХ НАНОПРОВОЛОКАХ Ge1−xMnx
Аннотация
Исследована температурная зависимость комбинационного рассеяния света в нанопроволоках разбавленного магнитного полупроводника Ge0.99Mn0.01. Обнаружено, что с ростом температуры происходит красный сдвиг («смягчение») линии оптического LO-фонона при T ≈ 25 K. Наблюдаемое поведение коррелирует с данными электронного парамагнитного резонанса подвижных носителей заряда и свидетельствует о сильном взаимодействии дырок с фононной и магнитной подсистемами.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(2):290–293
290–293
ПОВЕРХНОСТНО-УСИЛЕННОЕ РАМАНОВСКОЕ РАССЕЯНИЕ НА СЕТКАХ С СУБМИКРОННЫМ СЕРЕБРЯНЫМ ПОКРЫТИЕМ
Аннотация
Предложен новый способ получения эффективных сеточных подложек с наноструктурированным серебряным покрытием путем электроосаждения из раствора электролита для исследования рамановски-активных молекул методом поверхностно-усиленного комбинационного рассеяния света SERS без химически пассивного разделительного слоя. Эффект усиления на два порядка и более превышает усиление в так называемых «горячих точках» металлических подложек до покрытия серебром.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(2):299–304
299–304
Волновые явления: физика и применения
ВОЛНЫ И ТОНКИЕ СТРУКТУРЫ ФИЗИЧЕСКИХ ПЕРЕМЕННЫХ В ВЯЗКОЙ СТРАТИФИЦИРОВАННОЙ ЖИДКОСТИ
Аннотация
Исследовано поверхностное возмущение в вязкой стратифицированной жидкости в двумерной постановке. Получены выражения, определяющие динамику периодического поверхностного движения и тонкую структуру течений. Построены распределения волновых и лигаментных компонентов плотности, градиентов плотности и давления. Выделена тонкая структура, сопровождающая волновой компонент течения в физически наблюдаемых переменных.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(2):306–313
306–313
СТРУКТУРА ТЕЧЕНИЙ В ЧЁРНОЙ ГУБЕ КАНДАЛАКШСКОГО ЗАЛИВА В РАЗНЫЕ ФАЗЫ ПРИЛИВНОГО ЦИКЛА
Аннотация
Приводятся результаты натурных измерений течений в Чёрной губе Кандалакшского залива в 2021–2023 г., подверженной приливному воздействию. По сетке станций измерено поверхностное и придонное течение в разные фазы приливного цикла, определена область, в которой регистрируется течение из Нильмо-губы, проведено сопоставление натурных измерений с результатами моделирования придонных течений.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(2):314–319
314–319
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТРЕХ ИНВАРИАНТОВ В ВОЛНОВОМ УРАВНЕНИИ ДЛЯ НАПРЯЖЕННОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ
Аннотация
В работе Эйлера Principia motus fluidorum уравнение неразрывности для жидкости выведено с использованием членов высокого порядка малости, содержащих квадратичный и кубичный инварианты тензора скоростей деформаций. Из системы уравнений электродинамики Максвелла выводится волновое уравнение для напряженности электрического поля с учетом квадратичного и кубичного инвариантов, которые описывают генерацию волн напряженности электрического поля.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(2):320–327
320–327
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРА ПОРЯДКА В ТОНКИХ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ ПЛЕНКАХ АЛЮМИНИЯ
Аннотация
Теоретически исследованы осцилляции параметра порядка, возникающие в результате пространственного квантования электронных состояний в квантовой яме, образованной стенками тонкой пленки сверхпроводящего алюминия. В таких объектах с уменьшением толщины наблюдается заметный рост критической температуры и уширение сверхпроводящего перехода. Эти эффекты интерпретируются как проявление квантового размерного эффекта, влияющего на плотность состояний электронов и, соответственно, влияющие на различные электронные свойства тонких пленок.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(2):328–332
328–332