Ⱥ. Ɇɚɡɚɧɢɤ1,2,*, ɘ.Ɇ. ɒɭɤɪɢɧɨɜ1,3, ɂ.Ɋ. Ɋɚɯɦɨɧɨɜ1,4, A.E. Botha5, K. Sengupta6
1 ɅɌɎ, Ɉɛɴɟɞɢɧɟɧɧɵɣ ɢɧɫɬɢɬɭɬ ɹɞɟɪɧɵɯ ɢɫɫɥɟɞɨɜɚɧɢɣ, Ⱦɭɛɧɚ, 141980, Ɋɨɫɫɢɣɫɤɚɹ Ɏɟɞɟɪɚɰɢɹ.
2 Ɇɨɫɤɨɜɫɤɢɣ Ɏɢɡɢɤɨ-ɬɟɯɧɢɱɟɫɤɢɣ ɢɧɫɬɢɬɭɬ, Ⱦɨɥɝɨɩɪɭɞɧɵɣ, 141701, Ɋɨɫɫɢɣɫɤɚɹ Ɏɟɞɟɪɚɰɢɹ.
3 Ƚɨɫɭɞɚɪɫɬɜɟɧɧɵɣ ɭɧɢɜɟɪɫɢɬɟɬ Ⱦɭɛɧɚ, Ⱦɭɛɧɚ,141980, Ɋɨɫɫɢɣɫɤɚɹ Ɏɟɞɟɪɚɰɢɹ.
4 Ɏɢɡɢɤɨ-Ɍɟɯɧɢɱɟɫɤɢɣ ɢɧɫɬɢɬɭɬ ɢɦ. ɋ.ɍ. ɍɦɚɪɨɜɚ, Ⱥɇ ɊɌ, Ⱦɭɲɚɧɛɟ, 734063, Ɍɚɞɠɢɤɢɫɬɚɧ.
5 Department of Physics, University of South Africa - Private Bag X6, Florida 1710, South Africa.
6 Indian Association for the Cultivation of Science, Kolkata, 700 032, India.
*mazanandrey@gmail.com
ɇɚɦɢ ɢɫɫɥɟɞɨɜɚɧɵ ɮɢɡɢɱɟɫɤɢɟ ɹɜɥɟɧɢɹ ɜ Ɏɢ-0 ɩɟɪɟɯɨɞɟ, ɜɨɡɧɢɤɚɸɳɟɦ ɩɪɢ ɧɚɥɢɱɢɢ ɫɩɢɧ-ɨɪɛɢɬɚɥɶɧɨɝɨ ɜɡɚɢɦɨɞɟɣɫɬɜɢɹ, ɨɛɟɫɩɟɱɢɜɚɸɳɟɝɨ ɦɟɯɚɧɢɡɦ ɩɪɹɦɨɣ ɫɜɹɡɢ ɦɟɠɞɭ ɦɚɝɧɢɬɧɵɦ ɦɨɦɟɧɬɨɦ ɢ ɞɠɨɡɟɮɫɨɧɨɜɫɤɢɦ ɬɨɤɨɦ, ɱɬɨ ɞɚɟɬ ɜɨɡɦɨɠɧɨɫɬɶ ɭɩɪɚɜɥɹɬɶ ɦɚɝɧɢɬɧɵɦɢ ɫɜɨɣɫɬɜɚɦɢ ɩɨɫɪɟɞɫɬɜɨɦ ɞɠɨɡɟɮɫɨɧɨɜɫɤɨɝɨ ɬɨɤɚ, ɚ ɬɚɤɠɟ ɜɥɢɹɬɶ ɧɚ ɞɠɨɡɟɮɫɨɧɨɜɫɤɢɣ ɬɨɤ ɦɚɝɧɢɬɧɵɦ ɦɨɦɟɧɬɨɦ. ɂɫɫɥɟɞɨɜɚɧɢɹ ɞɢɧɚɦɢɤɢ Ɏɢ-0 ɩɟɪɟɯɨɞɚ ɩɪɢɜɨɞɹɬ ɤ ɨɫɨɛɟɧɧɨɫɬɹɦ, ɧɚɩɨɦɢɧɚɸɳɟɦ ɦɚɹɬɧɢɤ Ʉɚɩɢɰɵ. ɂɡɦɟɧɟɧɢɹ ɨɬ- ɧɨɲɟɧɢɹ ɞɠɨɡɟɮɫɨɧɨɜɫɤɨɣ ɷɧɟɪɝɢɢ ɢ ɷɧɟɪɝɢɢ ɦɚɝɧɢɬɧɨɣ ɫɢɫɬɟɦɵ, ɚ ɬɚɤɠɟ ɩɚɪɚɦɟɬɪɚ ɫɩɢɧ-ɨɪɛɢɬɚɥɶɧɨɣ ɫɜɹɡɢ ɩɪɢɜɨɞɹɬ ɤ ɪɚɡ- ɥɢɱɧɵɦ ɨɛɥɚɫɬɹɦ ɞɢɧɚɦɢɱɟɫɤɨɣ ɫɬɚɛɢɥɶɧɨɫɬɢ ɞɥɹ ɧɚɦɚɝɧɢɱɟɧɧɨɫɬɢ. Ɋɚɫɫɱɢɬɚɧɵ ɱɢɫɥɟɧɧɨ ɢ ɚɧɚɥɢɬɢɱɟɫɤɢ ɭɱɚɫɬɤɢ ɜɨɥɶɬ- ɚɦɩɟɪɧɵɯ ɯɚɪɚɤɬɟɪɢɫɬɢɤ Ɏɢ-0 ɩɟɪɟɯɨɞɚ ɩɪɢ ɦɚɥɵɯ ɡɧɚɱɟɧɢɹɯ ɨɬɧɨɲɟɧɢɹ ɞɠɨɡɟɮɫɨɧɨɜɫɤɨɣ ɷɧɟɪɝɢɢ ɤ ɦɚɝɧɢɬɧɨɣ ɢ ɩɪɢ ɛɨɥɶɲɢɯ ɱɚɫɬɨɬɚɯ ɜ ɪɟɠɢɦɟ «ɦɚɹɬɧɢɤɚ Ʉɚɩɢɰɵ». ɉɨɥɭɱɟɧɨ ɯɨɪɨɲɟɟ ɫɨɝɥɚɫɢɟ ɚɧɚɥɢɬɢɱɟɫɤɢɯ ɢ ɱɢɫɥɟɧɧɵɯ ɪɟɡɭɥɶɬɚɬɨɜ.
ȼɜɟɞɟɧɢɟ
ȼ SFS ɫɬɪɭɤɬɭɪɚɯ ɫɩɢɧ-ɨɪɛɢɬɚɥɶɧɨɟ ɜɡɚɢɦɨɞɟɣ- ɫɬɜɢɟ ɜ ɮɟɪɪɨɦɚɝɧɟɬɢɤɟ ɛɟɡ ɫɢɦɦɟɬɪɢɢ ɢɧɜɟɪɫɢɢ, ɨɛɟɫɩɟɱɢɜɚɟɬ ɦɟɯɚɧɢɡɦ ɩɪɹɦɨɣ ɫɜɹɡɢ ɦɟɠɞɭ ɦɚɝ- ɧɢɬɧɵɦ ɦɨɦɟɧɬɨɦ ɢ ɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɹɳɢɦ ɬɨɤɨɦ [1].
Ɍɚɤɢɟ ɞɠɨɡɟɮɫɨɧɨɜɫɤɢɟ ɩɟɪɟɯɨɞɵ ɧɚɡɵɜɚɸɬɫɹ Ɏɢ- 0 ɩɟɪɟɯɨɞɚɦɢ. Ɍɨɤ-ɮɚɡɨɜɨɟ ɫɨɨɬɧɨɲɟɧɢɟ ɜ Ɏɢ-0 ɩɟɪɟɯɨɞɟ ɫɨɞɟɪɠɢɬ ɫɞɜɢɝ ɮɚɡɵ, ɤɨɬɨɪɵɣ ɩɪɨɩɨɪɰɢ- ɨɧɚɥɟɧ ɦɚɝɧɢɬɧɨɦɭ ɦɨɦɟɧɬɭ, ɩɟɪɩɟɧɞɢɤɭɥɹɪɧɨɦɭ ɤ ɝɪɚɞɢɟɧɬɭ ɚɫɢɦɦɟɬɪɢɱɧɨɝɨ ɫɩɢɧ-ɨɪɛɢɬɚɥɶɧɨɝɨ ɩɨ- ɬɟɧɰɢɚɥɚ [1,2]. ȼɨɡɦɨɠɧɨɫɬɶ ɤɨɧɬɪɨɥɹ ɦɚɝɧɢɬɧɵɯ ɫɜɨɣɫɬɜ ɩɨɫɪɟɞɫɬɜɨɦ ɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɹɳɟɝɨ ɬɨɤɚ, ɚ ɬɚɤɠɟ ɜɥɢɹɧɢɟ ɦɚɝɧɢɬɧɨɣ ɞɢɧɚɦɢɤɢ ɧɚ ɞɠɨɡɟɮɫɨ- ɧɨɜɫɤɢɣ ɬɨɤ ɩɪɢɜɥɟɤɚɟɬ ɛɨɥɶɲɨɟ ɜɧɢɦɚɧɢɟ [1-6].
Ⱦɢɧɚɦɢɤɚ Ɏɢ-0 ɩɟɪɟɯɨɞɚ ɞɟɦɨɧɫɬɪɢɪɭɟɬ ɨɫɨɛɟɧɧɨ- ɫɬɢ, ɧɚɩɨɦɢɧɚɸɳɢɟ ɦɚɹɬɧɢɤ Ʉɚɩɢɰɵ [3].
ȼ ɧɚɫɬɨɹɳɟɣ ɪɚɛɨɬɟ ɢɫɫɥɟɞɭɟɬɫɹ ɞɢɧɚɦɢɤɚ Ɏɢ-0 ɩɟɪɟɯɨɞɚ ɩɪɢ ɛɨɥɶɲɢɯ ɢ ɦɚɥɵɯ ɡɧɚɱɟɧɢɹɯ ɨɬɧɨɲɟ- ɧɢɹ ɞɠɨɡɟɮɫɨɧɨɜɫɤɨɣ ɷɧɟɪɝɢɢ ɤ ɦɚɝɧɢɬɧɨɣ ɢ ɩɪɢ ɛɨɥɶɲɢɯ ɢ ɦɚɥɵɯ ɞɠɨɡɟɮɫɨɧɨɜɫɤɢɯ ɱɚɫɬɨɬɚɯ. Ɍɚɤ- ɠɟ ɢɫɫɥɟɞɭɸɬɫɹ ɜɨɥɶɬ-ɚɦɩɟɪɧɵɟ ɯɚɪɚɤɬɟɪɢɫɬɢɤɢ Ɏɢ-0 ɩɟɪɟɯɨɞɚ.
Ⱦɢɧɚɦɢɤɚ ɦɚɝɧɢɬɧɨɣ ɫɢɫɬɟɦɵ ɜ Ɏɢ-0 ɩɟɪɟɯɨɞɟ ɨɩɢɫɵɜɚɟɬɫɹ ɭɪɚɜɧɟɧɢɟɦ Ʌɚɧɞɚɭ-Ʌɢɮɲɢɰɚ- Ƚɢɥɶɛɟɪɬɚ [5], ɤɨɬɨɪɨɟ ɜ ɤɨɦɩɨɧɟɧɬɚɯ ɢɦɟɟɬ ɫɥɟ- ɞɭɸɳɢɣ ɜɢɞ
))]}
((
) sin(
[
) sin(
1 { 1
)]}
sin(
) (
[ 1 {
1
)]}
sin(
[
) sin(
1 { 1
2 2 2
2 2 2
2 2 2
y x z y z
y
y x
z
y x
z z
y
z x y
y y
x z x
y z
z y x
m m m rm m
Grm
rm Grm
m
rm m
m Gr m m
m m m
rm m
Grm m m
rm Grm
m m m
M D
D M
M D
D
M D
D M
, (1)
ɝɞɟ mx, my ɢ mz – ɤɨɦɩɨɧɟɧɬɵ ɦɚɝɧɢɬɧɨɝɨ ɦɨ- ɦɟɧɬɚ, M – ɞɠɨɡɟɮɫɨɧɨɜɫɤɚɹ ɪɚɡɧɨɫɬɶ ɮɚɡ, D – ɩɚ- ɪɚɦɟɬɪ ɞɢɫɫɢɩɚɰɢɢ ɦɚɝɧɢɬɧɨɣ ɫɢɫɬɟɦɵ,G– ɨɬɧɨ- ɲɟɧɢɟ ɚɦɩɥɢɬɭɞɵ ɞɠɨɡɟɮɫɨɧɨɜɫɤɨɣ ɷɧɟɪɝɢɢ ɤ ɷɧɟɪɝɢɢ ɦɚɝɧɢɬɧɨɣ ɚɧɢɡɨɬɪɨɩɢɢ, r – ɩɚɪɚɦɟɬɪ ɫɩɢɧ-ɨɪɛɢɬɚɥɶɧɨɝɨ ɜɡɚɢɦɨɞɟɣɫɬɜɢɹ. Ɉɬɦɟɬɢɦ, ɱɬɨ ɩɪɢ ɢɫɫɥɟɞɨɜɚɧɢɢ ɞɢɧɚɦɢɤɢ Ɏɢ-0 ɩɟɪɟɯɨɞɚ ɩɪɢ ɮɢɤɫɢɪɨɜɚɧɧɨɣ ɞɠɨɡɟɮɫɨɧɨɜɫɤɨɣ ɱɚɫɬɨɬɟ ɦɨɠɧɨ ɩɨɥɚɝɚɬɶ
M Z
t, ɱɬɨ ɫɨɨɬɜɟɬɫɬɜɭɟɬ ɫɥɭɱɚɸ ɡɚɞɚɧ- ɧɨɝɨ ɧɚɩɪɹɠɟɧɢɹ, ɝɞɟZ
– ɞɠɨɡɟɮɫɨɧɨɜɫɤɚɹ ɱɚɫɬɨ- ɬɚ. ɉɪɢ ɪɚɫɱɟɬɟ ɜɨɥɶɬ-ɚɦɩɟɪɧɨɣ ɯɚɪɚɤɬɟɪɢɫɬɢɤɢ ɫɨɨɬɜɟɬɫɬɜɭɸɳɟɣ ɫɥɭɱɚɸ ɡɚɞɚɧɧɨɝɨ ɬɨɤɚ I ɧɟɨɛ- ɯɨɞɢɦɨ ɧɚɩɢɫɚɬɶ ɞɨɩɨɥɧɢɬɟɥɶɧɵɟ ɭɪɚɜɧɟɧɢɹ ɞɥɹ ɪɚɡɧɨɫɬɢ ɮɚɡ ɢ ɧɚɩɪɹɠɟɧɢɹ ɜ ɜɢɞɟ
> @
°°
¯
°°®
dt V d
rm V
dt I dV
y
M c
E sin(M ) 1
(2) Ɇɚɬɟɪɢɚɥɵ XXIII Ɇɟɠɞɭɧɚɪɨɞɧɨɝɨ ɫɢɦɩɨɡɢɭɦɚ «ɇɚɧɨɮɢɡɢɤɚ ɢ ɧɚɧɨɷɥɟɤɬɪɨɧɢɤɚ» Ɍɨɦ 1
ɋɟɤɰɢɹ 1. ɋɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɹɳɢɟ ɧɚɧɨɫɢɫɬɟɦɵ 75
ɝɞɟ Ec – ɩɚ ɞɠɨɡɟɮɫɨɧɨ ɪɟɲɚɥɢɫɶ ɱɢ ɝɨ ɩɨɪɹɞɤɚ.
Ɉɫɧɨɜɧɵ ɍɪɚɜɧɟɧɢɹ ɚɧɚɥɢɬɢɱɟɫɤ ɛɵɫɬɪɨ ɨɫɰ ɧɚɲɟɣ ɫɢɫɬ ɛɢɥɶɧɵɯ ɩɨ ɦɨɠɧɨ ɜɵɱ ɞɹɳɟɝɨ ɬɨɤɚ Z I
I
c
ɑɬɨɛɵ ɧɚɣɬ ɜɨɥɶɬ-ɚɦɩɟɪ ɪɚɡɧɨɫɬɶ ɜɨ ISIS(V) ɞɥɹ Ɏ ɤɨɧɬɚɤɬɚ. ɗɬ ɧɚ ɪɢɫ. 1, ɝ ɨɩɢɫɵɜɚɟɬ ɩ
Ɋɢɫ. 1. Ɂɚɜɢɫ ɨɬ ɧɚɩɪɹɠɟɧɢ ɮɭɧɤɰɢɸ (3)
Ⱦɥɹ ɜɵɱɢɫɥ ɩɪɢ ɛɨɥɶɲɢ ɩɪɟɞɫɬɚɜɥɹɟ ɬɚ ɜ ɞɚɧɧɨɣ ɬɚɤ ɤɚɤ sin(
ɧɨɥɶ, ɬɟɨɪɢɹ ɛɨɬɚɟɬ ɬɨɥɶɤ sin( rm
Gr M
ɦɨɠɧɨ ɜɢɞɟ ɧɟɧɢɟ ɜɪɟɦ ɧɵɯ ɱɢɫɥɟɧ ɬɟɨɪɢɢ ɜɨɡɦ
I0
0 0.02 0.04 0.06
ɚɪɚɦɟɬɪ ɆɚɤɄ ɨɜɫɤɨɦ ɩɟɪɟɯ
ɢɫɥɟɧɧɨ ɦɟɬɨ
ɵɟ ɪɟɡɭɥɶ (1) ɫ ɡɚɞɚɧɧɵ ɤɢ ɩɨ ɦɟɬɨɞ ɰɢɥɥɢɪɭɸɳɟɣ ɬɟɦɟ ɜɨɡɧɢɤɚ ɥɨɠɟɧɢɹ ɪɚɜ ɢɫɥɢɬɶ ɩɨɫɬ ɚ ɡɚ ɫɱɟɬ ɛɵɫɬ
D Z
G
2 2 2
( ( ) 1
(
ɢ ɭɩɨɦɹɧɭɬɭ ɪɧɨɣ ɯɚɪɚɤɬ ɨɥɶɬɚɦɩɟɪɧɵ Ɏɢ-0 ɤɨɧɬɚɤɬ ɬɚ ɪɚɡɧɨɫɬɶ ɫ ɝɞɟ ɦɵ ɜɢɞɢ ɩɨɜɟɞɟɧɢɟ ɷɬɨ
ɢɦɨɫɬɶ ɪɚɡɧɨɫ ɢɹ ɧɚ ɤɨɧɬɚɤɬɟ
ɥɟɧɢɹ ɜɨɥɶɬ ɢɯ G!!1 ɢ ɧ ɟɬ ɢɧɬɟɪɟɫ ɞɢ ɣ ɨɛɥɚɫɬɢ ɩɚɪ
)
(Zt ɜ ɩɪɚɜɨɣ ɹ ɜɨɡɦɭɳɟɧɢ ɤɨ ɧɚ ɜɪɟɦɟɧ
y)
m ɹɜɥɹɸɬɫɹ ɟɬɶ ɧɚ ɪɢɫɭɧɤ ɦɟɧɧɵɯ ɡɚɜɢɫ ɧɧɵɦ ɪɟɲɟɧɢ ɦɭɳɟɧɢɣ ɩɨ ɩ
0 0 2 4 6
Δ K
Ʉɚɦɛɟɪɚ, V – ɯɨɞɟ. ɍɪɚɜɧɟ ɨɞɨɦ Ɋɭɧɝɟ-Ʉ
ɶɬɚɬɵ
ɵɦ ɧɚɩɪɹɠɟɧ ɞɭ Ʉɚɩɢɰɵ ɣ ɫɢɥɨɣ. ɉɨ ɚɸɬ ɞɜɚ ɞɢɧ ɜɧɨɜɟɫɢɹ [3], ɨɹɧɧɭɸ ɱɚɫɬ ɬɪɵɯ ɤɨɥɟɛɚɧ
D Z D r Gr
r Gr
3 2 2 4
) )
(
ɭɸ ɩɨɫɬɨɹɧɧɭ ɬɟɪɢɫɬɢɤɟ, ɦ ɵɯ ɯɚɪɚɤɬɟɪɢ
ɬɚ ɫ ɧɟɤɨɬɨɪɵ ɫɪɚɜɧɢɜɚɟɬɫɹ ɢɦ, ɱɬɨ ɮɨɪɦ
ɨɣ ɪɚɡɧɨɫɬɢ.
ɫɬɢ ISFS(V) - IS
ɟ. Ʉ-ɥɢɧɢɹ ɩɪɟ
ɬ-ɚɦɩɟɪɧɵɯ ɧɟ ɨɱɟɧɶ ɛɨɥ ɢɧɚɦɢɤɚ ɦɚɝɧ ɪɚɦɟɬɪɨɜ. Ɉɤ ɣ ɱɚɫɬɢ (1) ɩ ɢɣ ɩɨ ɩɚɪɚɦɟ
ɧɚɯ d2S/Z, ɹ ɞɨɦɢɧɢɪɭ ɤɟ 2, ɝɞɟ ɩɪɟɞ ɫɢɦɨɫɬɟɣmz ɢɟɦ (1) ɢ ɚɧ ɩɚɪɚɦɟɬɪɭ 1/
5 V α=1 G=10, r=0.1,
– ɧɚɩɪɹɠɟɧɢɟ ɟɧɢɹ (1) ɢ ( Ʉɭɬɬɚ ɱɟɬɜɟɪɬ
ɧɢɟɦ ɪɟɲɚɥɢ ɞɥɹ ɫɢɫɬɟɦ ɨɥɭɱɟɧɨ, ɱɬɨ ɧɚɦɢɱɟɫɤɢ ɫɬ
ɜɨɡɥɟ ɤɨɬɨɪɵ ɬɶ ɫɜɟɪɯɩɪɨɜ ɧɢɣ:
D Z(1 2)
, (3
ɭɸ ɱɚɫɬɶ (3) ɦɵ ɜɵɱɢɫɥɹ ɢɫɬɢɤ ISFS(V)
ɵɦ G ɢ ɞɥɹ S ɫ ɮɭɧɤɰɢɟɣ ( ɦɭɥɚ (3) ɜɟɪ
IS(V) ('- ɥɢɧ ɟɞɫɬɚɜɥɹɟɬ ɫɨɛ
ɯɚɪɚɤɬɟɪɢɫɬ ɥɶɲɢɯ ɱɚɫɬɨɬ ɧɢɬɧɨɝɨ ɦɨɦɟ ɤɚɡɵɜɚɟɬɫɹ, ɱ ɩɪɨɯɨɞɢɬ ɱɟɪ ɬɪɭ 1/Gr ɪ , ɤɨɝɞɚ ɱɥɟɧɵ ɭɸɳɢɦɢ. ɗ ɞɫɬɚɜɥɟɧɨ ɫɪɚ
)
(t , ɩɨɥɭɱɟ ɧɚɥɢɬɢɱɟɫɤɢ
Gr . 10
ɟ ɜ (2) ɬɨ-
ɢɫɶ ɫ ɨ ɜ ɬɚ- ɵɯ ɜɨ-
3)
ɧɚ ɹɥɢ – SIS (3) ɪɧɨ
ɢɹ) ɛɨɣ
ɬɢɤ ɬɚɯ ɟɧ- ɱɬɨ ɪɟɡ ɪɚ- ɵ ɫ ɗɬɨ
ɚɜ- ɟɧ- ɢɡ
Ɋɢ ɱɢ ɱɟ
D
Ⱦɥ ɦɨ ɧɟ ɞɟ
ɂ ɞɟ ʋ ɜɵ 10
Ʌ
1.
2.
3.
4.
5.
6.
ɢɫ. 2. ȼɪɟɦɟɧ ɢɫɥɟɧɧɨ (N - ɤɪ ɟɧɢɹɯ ɩɚɪɚɦɟ
D 0, Z 0
°°
¯
°°®
) (
) (
t m
t m
z x
ɥɹ ɜɵɱɢɫɥɟɧ ɨ ɨɛɨɛɳɢɬɶ ( ɟɧɭɥɟɜɨɣ ɞɢɫ ɟɬ ɪɚɫɫɦɨɬɪɟɧ
ɫɫɥɟɞɨɜɚɧɢɟ ɟɪɠɤɟ ɊɎɎ ʋ18-02-00318
ɵɩɨɥɧɟɧɵ ɩ 0095.
Ʌɢɬɟɪɚɬɭɪ
A. Buzdin (2008).
F. Konsch V.102 0170 Yu. M. Sh A.E. Botha (2018).
F.S. Berger Mod. Phys A.A. Golub Rev. Mod.
Yu.M. Shu A. Buzdin (2017).
ɧɧɵɟ ɡɚɜɢɫɢɦ ɪɢɜɚɹ) ɢ ɚɧɚɥɢɬ
ɟɬɪɨɜ ɦɨɞɟɥɢ
5 . 0
r
r
sin 1
cos 1
20 20
m m
y y
ɢɹ I0(V) ɜ ɫ (4) ɧɚ ɫɥɭɱɚɣ ɫɫɢɩɚɰɢɢ D ɧɨ ɨɬɞɟɥɶɧɨ.
ɜɵɩɨɥɧɟɧɨ Ɏɂ ɜ ɪɚɦɤ
, 18-52-4501 ɪɢ ɩɨɞɞɟɪɠ
ɪɚ
n // Phys. Re
helle, A. Buz 001 (2009).
hukrinov, A.
a and A. Buzd
ret, A.F. Volk . 77, 1321 (20 bov, M.Y. Ku Phys. 76, 411 ukrinov, I.R. R n // Appl. Ph
ɨɫɬɢ mz(t)
ɬɢɱɟɫɤɢ (Ⱥ - ɤɪ ɢ G 100
«¬ª
«¬ª cos 1 ( n
cos 1 ( s
Gr Gr Z Z
Z Z
ɫɥɭɱɚɟ G!!
ɣ ɩɪɨɢɡɜɨɥɶɧ z0. ɗɬɨ ɨɛ
ɩɪɢ ɮɢɧɚɧ ɤɚɯ ɧɚɭɱɧɵ
11. ɑɢɫɥɟɧɧ ɠɤɟ ɝɪɚɧɬɚ
ev. Lett., V.
zdin // Phys
Mazanik, I.R din // EPL, V
kov and K.B. E 005).
upriyanov and 1 (2004).
Rahmonov K.
hys. Lett. V.
, ɩɨɥɭɱɟɧɧɵɟ ɪɢɜɚɹ) ɩɪɢ ɡɧɚ- , r 0.1,
»¼º»¼º ) )
t t Z Z
, (4)
1 ɧɟɨɛɯɨɞɢ- ɧɵɯ ɜɪɟɦɟɧ ɢ ɨɛɳɟɧɢɟ ɛɭ-
ɧɫɨɜɨɣ ɩɨɞ- ɯ ɩɪɨɟɤɬɨɜ ɧɵɟ ɪɚɫɱɟɬɵ ɊɇɎ 18-71-
101, 107005
. Rev. Lett.,
R. Rahmonov, V. 122 37001
Efetov // Rev.
d E. Ilichev, //
Sengupta and 110, 182407
ɟ - ,
- ɢ
-
- ɜ ɵ
-
5
,
,
.
/
d 7
76 ɋɟɤɰɢɹ 1. ɋɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɹɳɢɟ ɧɚɧɨɫɢɫɬɟɦɵ
ɂɫɫɥɟɞɨɜɚɧɢɟɜɵɫɨɤɨɩɪɨɜɨɞɹɳɟɣɨɛɥɚɫɬɢ ɢɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɢɦɨɫɬɢɧɚɝɪɚɧɢɰɟ
ɫɟɝɧɟɬɨɷɥɟɤɬɪɢɤɚɢɚɧɬɢɮɟɪɪɨɦɚɝɧɟɬɢɤɚ
ɊɎɆɚɦɢɧ
1 Казанский физико-технический институт им. Е.К. Завойского ФИЦ КазНЦ РАН, Сибирский тракт 10/7, Казань, 420029.
2 Казанский (Приволжского) федеральный университет, ул. Кремлевская 8, Казань 420008.
*mamin@kfti.knc.ru
Исследовано поведение высокопроводящей области на интерфейсе гетероструктуры Ba0.8Sr0.2TiO3/LaMnO3.Обнаружено влия- ние магнитного поля на свойства этой высокопроводящей области.Экспериментально и теоретически исследованы свойства гатероструктуры Ba0.8Sr0.2TiO3/La2CuO4. Теоретически, на основе ab initio моделирования, предсказано и экспериментально обнаружено сверхпроводящее состояние на интерфейсе такой гетероструктуры.
ȼɜɟɞɟɧɢɟ
Впервые электронный газ высокой подвижности наблюдался на интерфейсе LaAlO3/SrTiO3
(LAO/STO) в 2004 году [1]. После этого подобные гетероинтерфейсы на основе двух непроводящих и немагнитных оксидов всесторонне исследовались.
В частности, было выяснено, что металлическая фаза толщиной прядка нанометров (двумерный электронный газ -2DEG) в слоях STO на интерфей- се LAO/STO образуется тогда, когда количество слоевLaAlOбольше трёх [2], при этом происходит переход в сверхпроводящее состояние при темпе- ратурах ниже 300 мК [3]. Плотность носителей тока в такой гетероструктуре достигает 31013 см2. Кроме того, в гетероструктуре LAO/STO был обна- ружен ферромагнетизм [4]. Также, 2DEG был найден на интерфейсах с изоляторами Мотта, обла- дающими магнитным упорядочением, в частности, с ферромагнитным GdTiO3 (GTO) [5], а также на интерфейсе с антиферромагнитными SmTiO3 [6], LaTiO3 [7], с максимально возможной плотностью 31014 см2. Ранее нами были проведены исследова- ния и обнаружена высокопроводящая область на интерфейсе гетероструктуры Ba0.8Sr0.2TiO3/LaMnO3
[8]. Эти результаты впервые показали, что предло- женный метод создания гетероструктур с исполь- зованием сегнетоэлектриков позволяет получать высокопроводящие области на интерфейсе.В дан- ной работе мы представляем результаты всесто- роннего исследования свойств гетероструктур, ана- логичных Ba0.8Sr0.2TiO3/La2CuO4 и новые результа- ты экспериментально исследования гетерострукту- ры Ba0.8Sr0.2TiO3/LaMnO3.
Ɋɟɡɭɥɶɬɚɬɵ
В последнее время нами были получены результа- ты по ab initio моделирования гетероструктуры BaTiO3/La2CuO4, получены параметры плотности состояний различных слоев вблизи интерфейса [9].
Анализ этих результатов позволил сделать вывод, что на интерфейсе такой гетероструктуры возмож- но возникновение сверхпроводящего состояния при достаточно высоких температурах вплоть до 40 K.
И наконец, удалось создать гетероструктуры Ba0.8Sr0.2TiO3/La2CuO4 и обнаружить сверхпрово- дящее состояние на интерфейсе такой гатерострук- туры [10]. До создания гетероструктуры на основе монокристаллов La2CuO4 проводящие свойства используемых образцов были исследованы (см.
Рис. 1). Наличие сверхпроводящего состояния на интерфейсе гетероструктуры Ba0.8Sr0.2TiO3/La2CuO4
подтверждено различными транспортными измере-
Ɋɢɫ Зависимость удельного сопротивления монокри- сталлов La2CuO4от температуры
0 100 200 300
0,1 1 10 100 1000
U
Ом смT,K
Ɇɚɬɟɪɢɚɥɵ XXIII Ɇɟɠɞɭɧɚɪɨɞɧɨɝɨ ɫɢɦɩɨɡɢɭɦɚ «ɇɚɧɨɮɢɡɢɤɚ ɢ ɧɚɧɨɷɥɟɤɬɪɨɧɢɤɚ» Ɍɨɦ 1
ɋɟɤɰɢɹ 1. ɋɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɹɳɢɟ ɧɚɧɨɫɢɫɬɟɦɵ 77
Ɋɢɫ Зависимость сопротивления гетероструктуры Ba0.8Sr0.2TiO3/La2CuO4от температуры
ниями (см., например, Рис. 2), и выключением сверхпроводимости в очень слабых магнитных по- лях. Наши самые последние измерения указывают на наличие диамагнитных свойств от сверхпрово- дящей фазы, которое свидетельствует о наличие сверхпроводимости в объеме некоторого ограни- ченного слоя в области интерфейса.
Кроме этого мы обсуждаем процессы переключе- ния квази-двумерной проводящей области и сверх- проводимости с помощью электрического поля для создания своеобразного полярного клапана привле- кают неизменный интерес исследователей. В наших работах мы исследуем эффекты переключения на интерфейсе при приложении внешнего электриче- ского поля к сегнетоэлектрической пленке. При этом появляется возможность не только включать и выключать квази-двумерную проводимость и сверхпроводимость, но и переключать сверхпрово- димость с электронной на дырочную. На данном этапе нам уже удалось изменять параметры интер- фейса гатероструктуры Ba0.8Sr0.2TiO3/LaMnO3 из- меняя доменную структуру в сегнетоэлектрической плёнке гетероструктуры прилагая неоднородное электрическое поле в комбинации с освещением.В дальнейшем мы планируем применим это для ис- следования возможностей переключения сверхпро- водящих свойств интерфейса гатероструктуры Ba0.8Sr0.2TiO3/La2CuO4.
Ɂɚɤɥɸɱɟɧɢɟ
Таким образом, последние наши исследования ге- тероструктуры Ba0.8Sr0.2TiO3/LaMnO3 в магнитных полях указывают на наличие магнитных в области
интерфейса. Обнаружено влияние магнитного поля на свойства этой высокопроводящей области. Так- же экспериментально и теоретически исследованы свойства гатероструктуры Ba0.8Sr0.2TiO3/La2CuO4. На основе ab initio моделирования, предсказано и экспериментально обнаружено сверхпроводящее состояние на интерфейсе этой гетероструктуры.
Исследование выполнено частично за счет гранта Российского научного фонда (проект № 18-12-00260).
Ʌɢɬɟɪɚɬɭɪɚ
1. A. Ohtomo and H.Y. Hwang, Nature 427, 423 (2004), 5, 204 (2006).
2. S. Thiel, G. Hammerl, A. Schmehl, C. W. Schnei- der, and J. Mannhart, Science 313, 1942 (2006).
3. N. Reyren, S. Thiel, A.D. Caviglia, L. Fitting Kourkoutis, G. Hammerl, C. Richter, C.W. Schneider, T. Kopp, A.-S. R.uetschi, D. Jac- card,M. Gabay, D. A. Muller, J.-M. Triscone, and J. Mannhart, Science 317, 1196 (2007).
4. A. Brinkman, M. Huijben, M. Van Zalk, J. Huijben, U. Zeitler, J. C. Maan, W. G. van der Wiel, G. Rijnders, D. H. A. Blank, and H. Hilgenkamp, Nature Mater. 6, 493 (2007).
5. P. Moetakef, T.A. Cain, D.G Ouellette, J.Y Zhang, D.O. Klenov, A. Janotti, Ch.G. Van deWalle, S. Rajan, S.J. Allen, and S. Stemmer, Appl. Phys.
Lett. 99, 232116 (2011).
6. C.A. Jackson and S. Stemmer, Phys. Rev. B 88, 180403 (2013).
7. J. Biscaras, N. Bergeal, A. Kushwaha, T. Wolf, A. Rastogi, R. C. Budhani, and J. Lesueur, Nature Communications 1, 89 (2010).
8. Д.П. Павлов, И.И. Пиянзина, В.М. Мухортов, А.М.Балбашов,Д.А.Таюрский,И.А.Гарифул- лин, Р.Ф.Мамин, Письма в ЖЭТФ, том 106, вып. 7, с. 440 –444 (2017).
9. V.V. Kabanov, I.I. Piyanzina, D.A. Tayurskii, and R.F. Mamin, Physical Review B 98, 094522 (2018).
10. D.P. Pavlov, R.R. Zagidullin, V.M. Mukhortov, V.V. Kabanov, T. Adachi, T. Kawamata, Y. Koike, and R.F. Mamin, arXiv:1804.05519 (2018).
20 30 40 50
0 50 100 150 200
R,Ом см
T,K
78 ɋɟɤɰɢɹ 1. ɋɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɹɳɢɟ ɧɚɧɨɫɢɫɬɟɦɵ
Ɇɚɬɟɪɢɚɥɵ XXIII Ɇɟɠɞɭɧɚɪɨɞɧɨɝɨ ɫɢɦɩɨɡɢɭɦɚ «ɇɚɧɨɮɢɡɢɤɚ ɢ ɧɚɧɨɷɥɟɤɬɪɨɧɢɤɚ» Ɍɨɦ 1
ɋɟɤɰɢɹ 1. ɋɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɹɳɢɟ ɧɚɧɨɫɢɫɬɟɦɵ 79