Основные достижения 2015 г.

Рис. 1 а) снимок образца пленки Nb3SiTe6, б) изображение выбранного участка в атомно-силовом микроскопе; 2L, 5L и 6L – число слоев; вставка показывает высоту би-слоя (~ 1.4nm).

Проведено исследование свойств новой двумерной пленки состава Nb3SiTe6.Результаты исследования опубликованы в высокорейтинговом журнале Nature Physics [1].

Экспериментально и теоретически получено, что при уменьшении толщины пленки в ней появляется эффект слабой антилокализации в магнитосопротивлении, что позволило сделать заключение о подавлении электрон-фононного взаимодействия, вызванного модификацией фононного спектра при переходе от трехмерной к двумерной системе.

Предложен новый способ поиска новых люминесцентных материалов, использующихся в твердотельных излучателях, экранах, сенсорах, биомаркерах под названием «Стратегия замещения химической группы». Он заключается в замещении структурных блоков, у которых суммарные заряды одинаковы, но компоненты в блоках не обязательно изовалентены. В работе [1], опубликованной в высокорейтинговом журнале (импакт фактор=12,11) дано детальное обсуждение кристаллической структуры и люминесцентных свойств одного из таких соединений Ca2(Al1-xMgx)(Al1-xSi1+x)O7:Eu2+. Предложен механизм, управляющий длиной волны излучения, который надежно подтвержден первопринципными вычислениями и анализом кристаллического поля.

В устройстве выполненном на основе структуры Fe/SiO2/p-Si было обнаружено гигантское изменение фотопроводимости при приложении магнитного поля.

Проводимость может изменяться более чем в 25 раз в магнитном поле величиной в 1 Т. Основной механизм влияния магнитного поля на проводимость сводится к действию сил Лоренца, которые изменяют траектории фотогенерированных носителей заряда, тем самым изменяя скорость их рекомбинации.

Нодальные точки сверхпроводящего параметра порядка и контур Ферми без учета межузельных корреляций при различных концентрациях.

Нодальные точки и контур Ферми при учете межузельных корреляций.

Методом диаграммной техники для операторов Хаббарда для ансамбля сильно коррелированных фермионов на треугольной решетке показано, что формирование бесщелевой сверхпроводящей фазы может происходить только при учете межузельного кулоновского взаимодействия.

Бесщелевая сверхпроводящая фаза представляет интерес при изучении возможности наблюдения майорановских фермионов в спин-синглетных сверхпроводниках с нодальным спектром.

Зависимость угла отклонения магнитных моментов Fe от базисной плоскости в Pr1-хYxFe3(BO3)4

С помощью упругого рассеяния нейтронов и магнитных исследований изучена магнитная структура смешанных кристаллов семейства Pr1-xYxFe3(BO3)4 с диамагнитно разбавленной подсистемой празеодима. В этом семействе кристаллов магнитная структура YFe3(BO3)4 определяется только подсистемой железа, которая характеризуется магнитной анизотропией типа "легкая плоскость" (ЛП). Для описания магнитных характеристик в кристаллах системы Pr1-xYxFe3(BO3)4 использован подход, основанный на модели кристаллического поля для ионов Pr3+ и приближении молекулярного поля. Получено хорошее согласие между экспериментальными и рассчитанными температурными зависимостями магнитной восприимчивости, магнитных моментов ионов железа и угла отклонения моментов от базисной плоскости.

Рис. 1. Цепочки из (а) – сфер, (b) – вытянутых сфероидов,
(c) – сплюснутых сфероидов

Теоретически исследованы дисперсионные соотношения и волноводные характеристики коротких линейных цепочек из сферических и сфероидальных металлических (Ag) наночастиц (рис. 1). Показано, что цепочки из эквидистантно расположеннных плазмонных наночастиц в форме сплюснутых сфероидов обладают уникальными волноводными характеристиками, позволяющими модулированному оптическому излучениию распространяться на расстояния вплоть до нескольких десятков микрон.

Представляют интерес для задач управления оптическим излучением как функциональные элементы нанофотоники.

Разработан и исследован высокочувствительный магнитометр слабых квазистационарных и высокочастотных магнитных полей, преобразователем в котором служит резонансная микрополосковая структура, содержащая в качестве активной среды тонкие магнитные пленки, полученные магнетронным распылением пермаллоевой мишени состава Ni₇₅Fe₂₅.

Магнитометр имеет широкий динамический диапазон измеряемых магнитных полей 10^-4–10² мкТл и широкий частотный диапазон 10^-1–10⁵ Гц.

Предложен новый метод управления спектром дефектных мод в мультислойном фотонном кристалле, основанный на индуцированных электрическим полем конвективных процессах в нематическом ЖК, используемом в качестве дефектного слоя. Периодическая пространственная структура конвективных доменов (Рис. 1, a-b) инициирует возникновение в оптическом отклике образца поляризационно-чувствительной рассеивающей компоненты, приводящей к анизотропному снижению амплитуды дефектных мод. Вариация прикладываемого напряжения позволяет плавно регулировать пропускание фотонного кристалла (Рис. 1). Показано также, что в данной структуре коэффициент пропускания сильно зависит от направления поляризации зондирующего излучения, а спектр можно перестраивать, изменяя угол между директором n ЖК и плоскостью поляризации (Рис. 2).

ИК-спектры области валентных колебаний V–O ионов VF_xO_6–x^3–
с результатами их деконволюции

Применяя метод инфракрасной Фурье-спектроскопии и основываясь на моделировании колебаний групп [VF_xO_6-x]^3- в рамках полуэмпирического подхода была уточнена локальная симметрия фторкислородных октаэдров в кристаллах (NH₄)₃VO₂F₄ и (NH₄)₃VOF₅.

Данные соединения представляют интерес с фундаментальной и прикладной точки зрения т.к. проявляют сегнетоэлектрические и сегнетоэластические свойства.

Предложен новый радиометрический метод измерения профиля влажности и температуры талой, минеральной почвы на основе поляриметрических наблюдений радиояркостной температуры на частоте 1,4 ГГц и 10,7 ГГц.

Показано, что совместное использование спектральных моделей микроволнового радиотеплового излучения и комплексной диэлектрической проницаемости почвенного покрова, позволяет восстановить одновременно влажность и температуру в почвенном покрове в слое 0-5 см, со среднеквадратичным отклонением 0,04 см³/см³ и 3,1°С, соответственно.

Предложенный метод может быть использован для спутникового мониторинга влажности и температуры талой почвы, включая почвы арктической тундры, на основе радиометрических данных космических аппаратов SMOS, GCOM-W1, Метеор-М.