Отчет о научной деятельности в 1999 г.

отчет о научной деятельности в 1999 г.

Сектор теории твердого тела (заведующий - Б.А.Волков)

В секторе работают 5 сотрудников, среди них 2 доктора физ.-мат. наук и 3 кандидата физ.-мат. наук, один сотрудник является членом ООФА РАН - академик Л.В.Келдыш.
Также в секторе проходят обучение 2 аспиранта.
Опубликовано или послано в печать 7 научных работ,
сотрудники приняли участие в российской школе-семинаре.

Тематика исследований в 1999 г.:

исследование узкощелевых гетероструктур, описываемых уравнениями Дирака;

экситоны в наноструктурах типа полупроводник-диэлектрик;

многочастичные явления в системах с сильным взаимодействием, в том числе, возникновение макроскопических когерентных состояний, как в равновесном состоянии, так и в состояниях, далеких от термодинамического равновесия;

теоретическое изучение влияния электрон-фононного взаимодействия на туннельные свойства джозефсоновских контактов.

Основные научные результаты, полученные в 1999 г.:

Развита микроскопическая теория, рассматривающая процессы туннелирования в микроконтактах и наноструктурах, учитывающая эффекты, связанные с особенностями электронного спектра, электронной плотности и конечными временами релаксации в области контакта.
На основе построенной теории показано, что туннелирование в джозефсоновских контактах с участием фононов приводит к появлению пиков на вольт-амперных характеристиках при таких напряжениях, при которых джозефсоновская частота равна частоте оптических (раман-активных) фононов.
Показано, что при изучении электронной структуры полупроводников с помощью СТМ-СТС измерений большую роль играют характеристики самого тунельного контакта и эффекты кулоновского взаимодействия. (П.И.Арсеев)
Исследовано влияние флуктуаций на магнетосопротивление высокотемпературных сверхпроводников. Экспериментально наблюдаемое аномально большое отрицательное магнетосопротивление в несверхпроводящем состоянии объяснено подавлением магнитным полем спиновых флуктуаций в CuO₂ плоскостях. Упорядочение ориентаций спинов приводит к увеличению электрического тока в перпендикулярном к CuO₂ плоскостям направлении. (Б.А.Волков)
Исследовано движение квантовых частиц, свойства которых зависят от одной координаты и которые могут свободно двигаться в перпендикулярном направлении. Получен циллиндрически симетричный гамильтониан, который использован для описания поверхности раздела двух полупроводников. Предсказано существование приграничных состояний нового типа, которые отсутствуют в рамках обычной механики. Эти состояния появляются, если дисперсионные кривые объемных полупроводников пересекаются. Эти мелкие состояния находятся вблизи точки пересечения и существуют в конечном интервале перпендикулярных импульсов.
В двузонном приближении получено дисперсионное уравнение для узкощелевых пилообразных сверхрешеток. Показано, что в этом сучае энергия электронов и дырок не зависит от спиральности. Проведены численные расчеты энергетического спектра.
Рассмотрен энергетический спектр несимметричных узкощелевых полупроводниковых гетероструктур. Исследованы условия возникновения спинового расщепления энергетических уровней. Получены асимтотические выражения для энергетических уровней в случае слабой асимметрии.
В двузонной модели Дирака проведено исследование спектров экситонов в массивном полупроводнике и в тонком слое полупроводника. Получены тонкие структуры спектров и зависимость энергии связи экситона от ширины запрещенной зоны и, в двумерном случае, от толщины слоя. (А.П.Силин)
Исследовано влияние анизотропии параметра порядка на вольтамперные характеристики SNS контактов в двузонной модели сверхпроводника. Симметрия параметра порядка в рассмотренной модели связывается с симметрией матричного элемента одночастичной гибридизации.
В диаграмной технике для неравновесных процессов построена система кинетических уравнений для сверхпроводника в сильно неравновесном случае, когда невозможно введение понятия температуры и химического потенциала. Подход позволяет в калибровочно инвариантном виде описывать нестационарные кинетические процессы в сверхпроводящих гетероструктурах. (Н.К.Федоров)

Проекты, выполнявшиеся в 1999 году:
1. РФФИ №99-02-17360
"Кинетика в неоднородных сверхпроводниках и сверхпроводящих туннельных структурах"
Руководитель: П.И.Арсеев;
2. РФФИ №99-02-16449
"Теория слабой локализации возбуждений в системе квантовых точек в условиях термодинамического равновесия и в сильно неравновесном случае"
Руководитель: Б.А.Волков;
3. РФФИ №97-02-16346
"Электронные свойства узкощелевых полупроводниковых гетероструктур с сильным взаимодействием валентной зоны и зоны проводимости"
Руководитель: А.П.Силин;
4. РФФИ №96-15-96476 Руководитель: Л.В.Келдыш
(проект поддержки научных школ)
5. INTAS N96-0398
"Linear and nonlinear optical effects in semiconductor microcavities and photonic dots"
(A.Forchel, R.Planel, R. Hondre, Л.В.Келдыш, В.Д.Куликовский, С.Г.Тиходеев)
6. INTAS N94-3562
"Superconductivity on mesoscopic scale"
(Y.Bruynseraede)
7. Миннауки РФ N96-081
"Электромагнитные свойства полупроводниковых гетероструктур как элементов электронных и оптоэлектронных устройств" (Б.А.Волков)

Участие в конференциях:

VI Школа-семинар молодых ученых "Проблемы физики твердого тела и высоких давлений", 17-27 сентября 1999 г., Туапсе,
Б.А.Волков (лекция), Н.К.Федоров (доклад);

Список литературы, опубликованной и принятой в печать в иностранных журналах в 1999 году:

Andryushin E.A., Nutsalov Sh.U., Silin A.P.
"Energy spectrum of narrow-gap sawtooth semiconducting superlattices", Phys.Low-Dim. Structures, 7/8, 175, 1999;
A.V.Kolesnikov, A.P.Silin
"Quantum mechanics with coordinat-dependent mass", Phys.Rev., B59, 7596, 1999;
S.I.Vedeneev, A.G.M.Jansen, B.A.Volkov, P.Wyder
"Negative Magnetoresistance of Bi₂Sr₂CuO_x Single Crystals in a Strong Magnetic Fields", submitted to Phys.Rev.B;
Maksimov E.G., Arseyev P.I., Maslova N.S.
"Phonon assisted tunneling in Josephson Junctions", Sol.St.Comm., 111, 391, 1999;
A.Depuydt, C.Van Haesendonck, N.S.Maslova, V.I.Panov, S.V.Savinov, P.I.Arseev
"Scanning tunneling microscopy and spectroscopy at low temperatures of the (110) surface of Te-doped GaAs single crystals", Phys.Rev.B, 1999, v.60, pp.2619-2625;

Список литературы, опубликованной и принятой в печать в российских журналах в 1999 году:

Е.А.Андрюшин, С.А.Верещагин, А.П.Силин
"Спиновое расщепление энергетичеких уровней в несимметричных узкощелевых полупроводниковых гетероструктурах", Краткие Сообщения по Физике ФИАН, 6, 1999;
А.П.Силин, С.В.Шубенков
"Экситоны Ванье-Мотта в гетероструктурах узкощелевых полупроводников", направлено в ФТТ;