Том 118, № 5-6 (9) (2023)

В работе представлены результаты экспериментального исследования поляризационных свойств узких спектральных мод, возникающих в волоконном ВКР-лазере со случайной распределенной обратной связью за счет рэлеевского рассеяния вблизи порога генерации. Показано, что моды обладают высокой степенью поляризации, при этом состояния поляризации одновременно возникающих мод слабо коррелированы.

При учете структуры трехслойки Te-Mn-Te, входящей в слоевую последовательность Te-Bi-Te-Mn-Te-Bi-Te ван-дер-ваальсовcкого монокристалла MnBi₂Te₄, эффектов кристаллического поля, спин-орбитального взаимодействия и процессов ковалентного смешивания электронных состояний ионов Mn²⁺ с электронными состояниями ионов Te^2– в режиме сильных электронных корреляций проанализирована зависимость топологии спектра фермиевских возбуждений от магнитного состояния системы. В ферромагнитной фазе, возникающей благодаря кинематическому взаимодействию фермионов Хаббарда, число Черна равно 1, что соответствует нетривиальной топологии энергетической структуры трехслойки Te-Mn-Te. В парамагнитной фазе число Черна равно нулю и топология тривиальна. Для построенных спин-орбиталей магнитные моменты ионов Mn²⁺ ориентированы перпендикулярно слоям. При этом магнитные моменты Mn²⁺ из ближайших слоев по механизму Андерсона упорядочены антиферромагнитно.

В работе сообщается об обнаружении нового эффекта - PT-симметричной фотопроводимости при воздействии микроволнового излучения в гетероструктурах на основе толстых пленок Hg_{1 − x}Cd_xTe в области составов, соответствующих топологической фазе, при том, что отдельно симметрия по магнитному полю (T-симметрия) и по расположению пар потенциальных контактов (P-симметрия) не сохраняются. В аналогичных гетероструктурах на основе тривиальной фазы Hg_{1 − x}Cd_xTe микроволновая фотопроводимость является как P-, так и T-симметричной.

Для создания нейроморфных вычислительных систем (НВС), способных эффективно решать задачи искусственного интеллекта, необходимы элементы с кратко- и долгосрочными эффектами памяти. Мемристоры являются перспективными кандидатами для реализации таких элементов, так как демонстрируют волатильные и неволатильные режимы резистивного переключения (РП). Представляют интерес структуры, в которых возможна реализация обоих режимов РП в одном устройстве. В данной работе исследованы нанокомпозитные мемристоры на основе парилена с наночастицами МоО3 в удобной для построения НВС кроссбар-архитектуре. Для таких структур был обнаружен обратимый температурно-индуцированный переход между волатильным и неволатильным режимом РП при подборе либо локальной, контролируемой током ограничения, либо внешней температуры. Кроме того, элементы кроссбар-структур показали высокую выносливость к циклическим РП, возможность удержания состояний в неволатильном режиме и многоуровневый характер РП. Полученные результаты открывают возможности для использования кроссбар-структур на основе парилена в биоподобных НВС.

Рассмотрена сверхрешетка, образованная туннельно связанными одинаковыми антиточками, периодически расположенными в двумерном топологическом изоляторе, помещенном в магнитное поле. Cпектр сверхрешетки можно контролировать затворными электродами или меняя магнитный поток через антиточку. Показано, что на границе между двумя областями с разными потоками возникает топологически защищенный кубит, свойства которого зависят от скачка потока и могут управляться напряжением на затворах. Получен эффективный гамильтониан такого кубита, и проанализирована зависимость его свойств от основных параметров сверхрешетки: туннельной связи между антиточками и вероятности прыжков с переворотом спина.

Предложена система спин-флипа, обеспечивающая многократные перевороты поляризации протонов в режиме спиновой прозрачности в сверхпроводящем синхротроне Нуклотрон при импульсе пучка 3.54 ГэВ/c, соответствующему целочисленному спиновому резонансу γG = 7. Управление спином частиц осуществляется навигатором на основе штатных корректирующих диполей. Приведены результаты численного моделирования спиновой динамики протонов в режимах спин-флипа и адиабатического захвата поляризации протонов навигатором при доставке пучка в область резонанса γG = 7. Обсуждается возможность экспериментальной проверки системы спин-флипа протонов в Нуклотроне. Для проведения пилотного эксперимента предложена схема сохранения поляризации протонов до импульса 3.54 ГэВ/c с помощью преднамеренного увеличения мощностей целочисленных спиновых резонансов за счет контролируемого отклонения замкнутой орбиты корректирующими диполями в процессе ускорения пучка.

Рассматриваются связанные состояния в континууме (ССК) в резонаторе Фабри-Перо (ФП) внутри квантово-механического волновода. Показано, что в случае, когда ССК существует уже в изолированных зеркалах, в ФП резонаторе, помимо типичных ФП ССК, соответствующих дискретному набору длин резонатора, появляются симметричный и антисимметричный парные ССК (ПССК). В отличие от ФП ССК, ПССК не требует формирования стоячей волны ФП резонанса между зеркалами, поэтому энергия и параметры ПССК практически не зависят от длины ФП резонатора, а его волновая функция имеет экспоненциально малую амплитуду между зеркалами. Результаты численного моделирования двумерного квантово-механического волновода с двумя притягивающими областями рассеяния (“примесями”), играющими роль зеркал, проиллюстрированы наглядной аналитической моделью.

Дается миниобзор последних достижений автора в классификации особых точек поля вектора Пойнтинга в полях сложной конфигурации. Выявлена глубокая связь между топологической структурой силовых линий этого поля и законом сохранения энергии, симметрией задачи и размерностью пространства.

Обнаружено сильное подавление равновесного магнитотуннелирования в гетероструктуре графен/hBN /графен, обусловленное корреляционной кулоновской щелью в туннельной плотности состояний. Сравнение подавления равновесной туннельной проводимости G0 в сильном магнитном поле при понижении температуры и зависимости ширины наблюдаемой щели ∆ от величины фактора заполнения уровней Ландау ν с результатами аналогичных экспериментов в GaAs гетероструктурах показало их качественное подобие и подтвердило нашу гипотезу о природе эффекта. При этом, однако, полученная нами величина ∆ значительно превосходит измеренные во всех предыдущих работах в полупроводниковых гетероструктурах, что связано, вероятно, с большим масштабом циклотронных энергий в графене по сравнению с GaAs в интервале нижних уровней Ландау.

В работе теоретически исследуется ферромагнитная пленка, находящаяся в электрическом поле заряженного проводника. Показано, что при наличии неоднородного магнитоэлектрического взаимодействия в такой пленке могут формироваться уединенные магнитные неоднородности, структура и условия зарождения которых определяются знаком воздействующих зарядов. В частности, установлено, что минимальное значение модуля линейной плотности заряда, при которой начинает формироваться неоднородность, в несколько раз отличается для положительно и отрицательно заряженных проводников.

Экспериментально исследован ансамбль нейтральных возбуждений в лафлиновской жидкости в дробном состоянии 1/3. Обнаружено, что возбуждения вызывают нелинейный оптический отклик, проявляющийся в виде квадратичной зависимости сигнала отражения от мощности возбуждения. Приведенные экспериментальные результаты показывают, что наблюдаемый эффект обусловлен вкладом когерентного антистоксово-стоксова рассеяния света от возбужденной лафлиновской жидкости.