Исследование влияния слабых магнитных полей на термодинамические свойства модели Поттса с числом состояний спина q=4 на гексагональной решетке

The replica exchange algorithm of the Monte Carlo method was used to study phase transitions and thermodynamic properties of the two-dimensional Potts model with the number of spin states q = 4 on a hexagonal lattice in weak magnetic fields. The studies were carried out for the interval of the magnetic field value 0.0 ≤ Н ≤ 3.0 with a step of 1.0. It is found that a first-order phase transition is observed in the considered range of field values.

Квантование спектра спинонных пар в магнитном поле и формирование бозонов в виде фрагментов 1D-волн зарядовой/спиновой плотности в SmMnO-=SUB=-3+delta-=/SUB=-

Исследованы квантовые осцилляции температурных зависимостей намагниченности SmMnO3+delta в магнитных полях H=100 и 350 Oe, 1 и 3.5 kOe в интервале температур 4.2-12 K. Континуум тепловых возбуждений спинонных пар в магнитном поле H=100 Oe делится на три перекрывающиеся зоны Ландау с энергиями En (n=1,2,3) с дробными значениями фактора ν заполнения зон. Основной вклад в намагниченность вносит симметричный интенсивный дублет "сверхнамагниченности", состоящий из двух перекрывающихся пиков вбизи средней температуры возбуждения Tspinon=~8 K. С ростом поля до значения H=1 kOe, спектр возбуждения спинонов трансформируется в широкий синусоподобный пик с вершиной вблизи Tspinon=~8 K, характерный для континуума возбуждений пар спинонов с сильной диперсией в режиме их конфайнмента. В магнитном поле H=3.5 kOe спектр теплового возбуждения спинонов существенно изменяется: появляется новый тип квантования спектра спинонов в виде формировании в зонах Ландау с n=1,2 и 3 особенностей намагниченности в виде узких ступенек (плато), соответствующих целочисленному заполнению спинонами трех зон Ландау c конечной щелью. Исследована эволюция спектра бозонов в виде тепловых возбуждений бесщелевых квазиодномерных волн зарядовой/спиновой плотности в жидкости Латтинжера при температурах ниже 60 K. При температурах вблизи T=0 обнаружен непрерывный квантовый фазовый переход квантовой спиновой жидкости в состояние жидкости Латтинжера, индуцированный ростом напряженности магнитного поля. Переход содержит особенности, характерные для формирования 1D-волн зарядовой/спиновой плотности, вызванного конфайнментом спинонных пар, и сопровождается сильным полевым гистерезисом. Ключевые слова: квантовая спиновая жидкость, жидкость Латтинжера, конфайнмент спинонных пар, система спинон --- калибровочное поле, квантование Ландау, 1D-волны зарядовой/спиновой плотности, квантовые осцилляции.

Рекомбинация в бесщелевой квантовой яме в гетероструктуре HgTe/CdHgTe

Рассмотрены три механизма рекомбинации неравновесных носителей в бесщелевой нелегированной квантовой яме в гетероструктуре HgTe/CdHgTe. Вычислены зависимости средней по ансамблю вероятности рекомбинации (обратного времени рекомбинации) от концентрации неравновесных носителей для рекомбинации с испусканием оптических фононов, рекомбинации с испусканием двумерных плазмонов и излучательной рекомбинации. Ключевые слова: бесщелевая квантовая яма HgTe, механизмы рекомбинации неравновесных носителей.

Особенности зависимости рамановских спектров кластерных структур трехмерно-полимеризованного фуллерита от давления

We study the effect of high hydrostatic pressure on 3D polymerized fullerite C60. We do not observe further structural changes until 150 GPa after a formation of 3D C60 under hydrostatic pressure 28 GPa. It is experimentally shown that the obtained samples consist of different clusters formed by sp3 bonds with a different set of force constants, the values of which vary within 20% and exceed the diamond force constants by the factor of 1.3–1.5. The influence of the exposure of laser radiation on the process of 3D polymerization of C60 under pressure was found. Increasing of the exposure by the factor of 15 leads to a decrease in the bulk modulus of 3D C60 from 610 GPa to 504 GPa.

Детерминизм локального атомного упорядочения в монослоях золота в формировании их электронной структуры

The total and partial densities of electronic states of gold monolayer structures of different symmetry are calculated by the quantum mechanical calculations methods in the DFT approximation. It is shown that the first coordination sphere is determinant in the formation of the fine structure and the extent of the valence bands of the monolayer gold structures under study. The peaks splitting of the TDOS curve, which leads to its finer structure, is influenced not only by the lengths of interatomic bonds but also by the mutual arrangement of atoms. The influence of long-range interactions on the electronic structure of gold monolayers has been established. For example, for the (110) plane, a change in the atomic ordering in the third coordination sphere as a result of the introduction of a vacancy leads to noticeable changes in the TDOS curve, which indicates either a significant role of the atoms of the third coordination sphere or a significant redistribution of the interaction of d-orbitals of different symmetries of close neighbours. A correlation between the packing density, as well as the number of neighbours in the first coordination sphere, and the width of the energy band of gold monolayers has been established.

Исследование этапов превращения кремния в карбид кремния в процессе атомного замещения методами полного внешнего отражения рентгеновских лучей и рентгеновской дифрактомерии

X-ray diffraction and total external reflection of X-rays (X-ray reflectometry) methods were used to study the successive stages of synthesis of epitaxial SiC films on Si (100) X-ray diffraction and total external X-ray reflection (XRD) methods were used to study successive stages of synthesis of epitaxial SiC films on Si (100) surfaces, (110) and (111) surfaces by the atom substitution method. The data on the transformation evolution of (100) surfaces were studied, (110) and (111) Si, into SiC surfaces. A comparative analysis of the X-ray structural quality of the SiC layers grown on Si by the atom substitution method with the quality of SiC layers grown by Advanced Epi by the standard CVD method. A modified technique for the total outer X-ray reflection method, based on measurements of the intensity of the reflected X-rays using a special parabolic mirror. It is shown that the method of total external reflection method makes it possible to obtain important information about the degree of surface roughness of SiC layers, the evolution of their crystal structure and plasmon energy in the process of Si to SiC conversion.

Расчеты из первых принципов и экспериментальное исследование методом спектральной эллипсометрии электронных свойств монокристаллов CdGa-=SUB=-2-=/SUB=-S-=SUB=-4-=/SUB=-

Электронные свойства монокристаллов CdGa2S4 исследованы экспериментально с использованием спектральной эллипсометрии, а также теоретически из первых принципов с использованием теории функционала плотности (DFT). С помощью эллипсометрических исследований в интервале энергий 0.7-6.5 eV определены мнимые и действительные части диэлектрической функции вдоль и перпендикулярно оптической оси, дисперсия коэффициентов преломления, экстинкции и поглощения. Оценена ширина прямой запрещенной зоны. Зонная структура, происхождение энергетических состояний, оптические функции и проецированные на атомы парциальные плотности состояний (PDoS) определены расчетами из первых принципов. Теоретически рассчитанные результаты сравнены с экспериментальными данными настоящей работы, полученными методом спектральной эллипсометрии. Ключевые слова: спектральная эллипсометрия, эллипсометрические углы, диэлектрическая функция, коэффициент преломления, коэффициент экстинкции, зона Бриллюэна, зонная структура.

О возможности введения примеси железа в узлы A в SrTiO-=SUB=-3-=/SUB=-

The local environment and oxidation state of the Fe impurity in strontium titanate are studied using XAFS spectroscopy. The influence of annealing temperature and deviation from stoichiometry on the possibility of incorporation of the impurity into the A and B sites of the perovskite structure is studied. The results obtained from the X-ray diffraction, XANES spectra, and EXAFS spectra suggest that at high annealing temperature the iron atoms, at least partially (up to 30%), enter the A sites in SrTiO3. The obtained results agree with results of first-principles calculations, according to which the iron at the A site exhibits strong off-centering (the displacement of ~1 Angstrom), similar to that previously established in SrTiO3 samples doped with Mn and Co.

Люминофоры холодного голубого излучения на основе оксида алюминия, допированного диспрозием

Al2О3:Dy3+ oxides with different colors luminescence were synthesized using precursor technology. The phase composition and crystal structure of the obtained materials were established by X-ray powder diffraction analysis. The excitation and emission spectra, decay curves, thermal quenching of luminescence were studied. Under UV excitation, the phosphors exhibit blue, purplish blue, white emission depending on the concentration of dysprosium and the temperature of annealing of the Al1-xDyx(OH)(HCOO)2 precursor in air.

Спонтанный спиновый магнетизм донорных электронов проводимости гибридизированных состояний кристалла, образованных системой примесных атомов 3d-элементов низкой концентрации (<1 at.%)

The given work is devoted to the experimental proof of existing the spontaneous spin polarization of the donor electron system of 3d-transition element impurity atoms of low concentration (<1 at.%) in a mercury selenide crystal. For this purpose there have been measured the dependences of the magnetization on the magnetic field strength. As a result of the analysis of the obtained dependences, there were extracted the impurity contributions, which are described by the magnetization curves typical of the ferromagnets, and by the magnetic parameters conforming to the spontaneous magnetism of the systems under study, which are unambiguously related to the donor conduction electrons of the outer d-shells of impurity atoms. By its nature, according to the developed theoretical concepts, the spontaneous spin polarization manifests itself in exchange interaction, taking place in hybridizing the electronic states of the impurity atom and the conduction band ones of the crystal.