Публикации

В середине прошлого века было продемонстрировано, что с уменьшением размеров

сверхпроводящих структур, например, толщины тонкой плёнки, её критическая температура Тс

сдвигается на некоторую величину. В алюминии, олове и индии она увеличивается, а в ртути, ниобии

и свинце она уменьшается. Тем не менее, общепринятой теории, объясняющей данный эффект до

настоящего времени нет. В 70-х годах, во время самого большого объёма исследований по данной

тематике, В.Л. Гинзбург сделал предположение, что температура перехода достаточно чистой,

моноатомной плёнки сверхпроводника будет точно такой же, как и в объёмном теле. Однако, данное

предположение так и не было проверено, и вопрос о природе этого эффекта всё ещё остаётся

открытым. Для исследования был выбран алюминий, в связи с тем, что зависимость Tс пленки от ее

толщины весьма предсказуема, и увеличивается с уменьшением размеров. Несмотря на некоторое

количество работ по изучению этой зависимости в алюминии, не всегда удаётся точно установить

соответствие с теорией. Это связано с тем, что характеристики варьируются от образца к образцу,

изготовленных даже в одной партии. В нашем случае были изготовлены поликристаллические

плёнки, размеры кристаллитов в которых сопоставимы с толщиной плёнки и эпитаксиальные

образцы с атомарно гладкой поверхностью. Плёнки были изготовлены методами электронно-

лучевого напыления и молекулярно-лучевой эпитаксии на различные подложки. В рамках модели

БКШ критическая температура сверхпроводящего перехода экспоненциально зависит от плотности

электронных состояний на уровне Ферми N(EF) и константы электрон-фононного взаимодействия V:

TC ~ exp(-1/N(EF))*V. В работе показано, что за счет КРЭ в тонких сверхпроводящих пленках оба

параметра N(EF) и V немонотонным образом меняются с толщиной образца. Такое поведение

является следствием теории резонанса формы. Предположительно, эффект, оказываемый

разупорядоченностью кристаллитов, а также поверхностью или подложкой, не имеет доминирующей

роли конкретно в нашем случае, так как плёнки алюминия имеют высокое качество, а их толщины

выходят далеко за пределы сверхтонких объектов, в которых поверхностные явления начинают

играть решающую роль. В результате проделанного исследования была получены

экспериментальные и теоретическая зависимость TC от толщины плёнок, изготовленных разными

способами на разных подложках.

Структурная причина сверхпроводимости в допированном атомами Cu, Sr, или Nb топологическом изоляторе Bi2Se3 на сегодняшний день не понятна. Для продвижения в ее понимании в данной работе был реализован подход ко-допирования, и выращены монокристаллы BaySrxBi2Se3 с различными x и y. Изучался состав, структурные и транспортные свойства полученных кристаллов. На основе рентгеновских данных показано, что барий и стронций интеркалируют систему, при том что барий входит в структуру в очень малых количествах. Удивительным образом добавление бария разрушает сверхпроводимость, практически не меняя ни постоянных решетки, ни уровня легирования кристаллической матрицы стронцием, ни концентрации электронов. Таким образом, показана ключевая роль определенного координационного расположения атомов стронция между пятислойками Bi2Se3 для достижения сверхпроводимости в данном материале.

Исследован квантовый размерный эффект в полуметаллах и сверхпроводниках

Магнитные свойства слоистых структур на основе переходных и редкоземельных ферромагнитных металлов (ПМ и РЗМ), таких как Fe и Gd, привлекали внимание исследователей с 90-х годов прошлого века. Данные материалы представляют собой искусственные ферримагнетики и обладают богатыми магнитными фазовыми диаграммами, позволяющими реализовать большой спектр наперед заданных свойств. В последнее время новый всплеск интереса к подобным системам связан с наблюдением в них новых необычных динамических эффектов оптического перемагничивания и сверхбыстрого движения доменных границ, а также возможностью реализации скирмионных магнитных состояний. В настоящей статье дается краткий обзор наиболее интересных особенностей магнетизма и магнитной динамики слоистых ферримагнитных структур ПМ/РЗМ. Изложены результаты собственных исследований авторов, касающиеся сверхрешеток Fe/Gd и влияния прослоек Cr на их магнитные свойства. Методом магнитоопти-ческого эффекта Керра осуществлено прямое наблюдение состояний поверхностного скоса намагниченности в рассматриваемых структурах и получена магнитная фазовая диаграмма системы. Исследованы особенности неоднородных мод магнитных колебаний, возбуждаемых в сверхрешетке Fe/Gd методомферромагнитного резонанса. Продемонстрирована возможность смены знака обменного взаимодействия слоев Fe и Gd с антиферромагнитного на ферромагнитный при введении между ними прослоекCr.

При сверхнизких температурах были исследованы транспортные свойства двух типов квазиодномерных сверхпроводящих микроструктур: тонкие каналы, плотно упакованные в форме меандра, и цепочки тун- нельных контактов сверхпроводник-изолятор-сверхпроводник. Оба типа микроструктур продемонстрировали высокое значение высокочастотного импеданса и/или динамического сопротивления. Исследование откры- вает возможность использовать такие структуры в качестве стабилизирующих ток балластных элементов с нулевой величиной диссипации.

В нематических аэрогелях составляющие их нити ориентированы вдоль одного направления. В жидком 3Не, заполняющем такие аэрогели, рассеяние фермиевских квазичастиц при сверхнизких температурах становится анизотропным. Это приводит к возможности реализации новых сверхтекучих фаз 3Не, которые не наблюдаются в объемном 3Не. В статье сравниваются результаты исследований этих новых сверхтекучих фаз 3Не, проведенных методами ядерного магнитного резонанса с использованием образцов аэрогелей разной пористости. Описаны способы идентификации этих фаз и рассмотрены некоторые топологические дефекты, наблюдаемые в них.

В сборник помещены тезисы докладов участников XI Международной школы-конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Фундаментальная математика и ее приложения в естествознании»: спутник Международной научной конференции «Уфимская осенняя математическая школа-2020». Тезисы докладов воспроизводятся с представленных авторами оригиналов

Получена теоретическая формула, позволяющая установить связь быстродействия и чувствительности болометров с геометрическими и теплофизическими параметрами приемного элемента и подложки. Результат подтвержден предварительным (оценочным) экспериментом. Предложенными тепловыми приемниками можно регистрировать и измерять мощность излучения лазеров и генераторов субмиллиметрового и миллиметрового диапазонов.