НАНОСТРУКТУРЫ

Кремниевый излучатель белого света
Утверждением, что кремний – перспективный оптоэлекторонный материал, наверное, уже мало кого удивишь. Несколько месяцев назад “ПерсТ” опубликовал обстоятельную подборку материалов на эту тему [1]. И, хотя это все лишь первые признаки наступления кремниевой оптоэлектроники, на наших глазах сообщения об излучающих приборах на кремнии перестают восприниматься как экстремальная экзотика, а постепенно перемещаются в категорию проблем инженерной физики.

Однако кремний сохранил способность преподносить сюрпризы с неожиданной стороны.

В полупроводниковой электронике имеется проблема эффективного излучателя белого света. Собственно, еще недавно такой проблемы перед полупроводниковой электроникой не стояло. Появление красных, зеленых, а потом и синих полупроводниковых диодов и лазеров каждый раз неизменно и заслуженно воспринималось на “ура”, но на монополию лампочки накаливания снабжать нас электромагнитным излучением в широком диапазоне длин волн никто всерьез не покушался. Да и хорошо усвоенные фундаментальные понятия физики полупроводников, такие, как ширина запрещенной зоны, излучательная рекомбинация и тому подобные, не стимулировали к поискам, казалось бы, невозможного и не очень нужного.

Ситуация переменилась, когда квантовый выход полупроводниковых излучателей в коротковолновой части видимого диапазона стал заметно превышать КПД лампочек накаливания. Стало понятно, что, преобразовав каким-либо образом имеющиеся коротковолновые кванты, мы сможем получать необходимый и привычный нам видимый свет гораздо более эффективно, чем теперь. Та же идея используется в лампах дневного света, где люминофор, нанесенный на стекло трубки, преобразует ультрафиолетовые линии возбужденных атомов ртути в широкополосное видимое свечение. Кстати, на органических полупроводниках источник белого света уже создан, причем в нем нет внешнего переизлучателя, а эффект белого свечения создается суперпозицией нескольких широких полос из разных областей спектра [2].

Однако при чем тут может быть кремний с его шириной запрещенной зоны в 1.1эВ, если даже для того, чтобы перекрыть видимый диапазон, нужно как минимум фотоны с энергией до 3эВ, а если иметь в виду создание источника для последующего переизлучения, то и того больше? Тем не менее, ошибки нет, кремний изучает белый свет. Эффект обнаружен, объяснен и опубликован в выходящем выпуске журнала Physica B [3].

Для выяснения механизма этого излучения необходимо вспомнить принцип работы каскадного инфракрасного лазера, предложенного когда-то еще в СССР [4]. Такой лазер представляет собой последовательность одинаковых квантовых ям, смещенных

по потенциалу приложенным внешним напряжением. Носитель туннелирует в такую яму со дна соседней через достаточно тонкий потенциальный барьер; из-за взаимного смещения потенциалов носитель в новой яме оказывается в возбужденном состоянии и излучает. После этого, оказавшись на дне этой потенциальной мы, он снова туннелирует в соседнюю, лежащую ниже потенциальную яму и снова излучает на той же частоте, что и в предыдущей. Пройдя последовательность ям, электрон разменивает энергию электрического смещения, поданного на всю серию ям, на последовательность энергий квантов инфракрасного диапазона.

При создании в кремнии системы сверхтонких самоорганизующихся диффузионных профилей подобные последовательности ям (наподобие каскадных лазеров) могут образоваться как в валентной зоне, так и в зоне проводимости. (О технологии самоорганизующихся сверхтонких диффузионных профилей смотри в том же обзоре в Персте [1], ссылки [19,20].) При соответствующем подборе материала контактов приложение внешнего напряжения приводит и к инжекции дырок со стороны положительного электрода, и к встречной инжекции электронов из отрицательного электрода. И, как оказалось, потенциальные барьеры в подобных структурах получаются столь тонкими, что носители успевают “сходу” проскочить несколько барьеров и ям, не успев “срелаксировать” по энергии. В результате такая структура начинает излучать не только в результате внутризонных переходов (как в каскадных лазерах), но и по механизму межзонной рекомбинации между инжектированными электронами и дырками. И, поскольку в каждой яме оказываются носители, протуннелировавшие без потери энергии не только из соседних ям, но из целого набора вышележащих ям по соседству, энергия рекомбинирующих пар носителей, во первых – существенно превышает E_g кремния, а, во вторых – из-за случайности процесса туннелирования испытывает довольно большой разброс и описывается Гауссовой функцией. Тут неожиданно вступает в игру еще один фактор: так называемая “кривая видности” глаза совершенно случайно(?) также хорошо описывается Гауссовой кривой. Более того, спектральное положение и ширина у “кривой видности” оказываются как раз такими же, как и у полосы видимого свечения из описываемых кремниевых структур. Сравнение профилей стандартной “кривой видности” и спектра свечения описанной структуры приведены на рисунке статьи [3]. Сходство приведенных кривых действительно очевидное. Вот так, благодаря Гауссовой функции, которая столь распространена в природе, узкозонный кремний оказался еще и излучателем белого света.

Резонансное туннелирование в SiGe
На полупроводниках группы A_IIIB_V уже получены резонансно-туннельные диоды (RTD), обладающие большим отношением пикового тока к долинному (свыше 50) даже при комнатной температуре. Кроме того, они обладают высоким быстродействием, вследствие большой величины отрицательной дифференциальной проводимости. Все это пока сохраняет надежды на их будущее использование в логических интегральных схемах.

Гораздо хуже до сих пор обстояло дело с RTD на структурах “кремний-германий”. Самое высокое значение отношения пикового тока к долинному равнялось 2, да и то при гелиевой температуре. Ситуацию резко изменили ученые из Tokyo University of Agriculture and Technology. Они сформировали структуру, состоящую из трех барьеров, т.е. двух квантовых ям. Резонансное туннелирование наступает, когда резонансные уровни в обеих квантовых ямах совпадают. В это же время эти уровни должны находиться под уровнем Ферми в контакте, а это уже означает разместить три точки на одной прямой. Собственно в этом и состояли трудности проектирования структуры. Все удалось сделать: и рассчитать, и изготовить, и получить отношение 7.6 при комнатной температуре. Диод продемонстрировал также большую величину отрицательной дифференциальной проводимости. Авторы считают, что их работа открывает хорошие перспективы для туннельно-резонансных приборов в кремниевой технологии.

Один фотон, одна мода
Источником одиночных фотонов может служить квантовая точка. Испускание двух фотонов при переходе электрона с верхнего энергетического уровня в точке на нижний крайне маловероятно. Однако испущенный фотон может быть “размазан” по нескольким модам, в частности он может быть испущен одновременно в разных направлениях. Такова квантовая механика. Чтобы обеспечить одномодовый режим, квантовую точку нужно поместить в оптический резонатор, что и проделали исследователи из CNRS/Laboratoire de Photonique et de Nanostructures (Bagneux, Франция). Микрорезонатор был сформирован в структуре GaAs/AlAs с помощью электронно-лучевой литографии и реактивного ионного травления, затем в центр микрорезонатора был “вставлен” ряд изолированных InAs квантовых точек. Предложенный источник может быть использован в будущей квантовой связи.

Нелишне отметить, что гораздо более трудной и пока неразрешенной проблемой является детектирование одиночных фотонов с вероятностью близкой к 100%.

Перспективный диэлектрик для полевого транзистора
По мере уменьшения размеров кремниевого полевого транзистора необходимо уменьшать толщину слоя окисла SiO₂ под затвором для увеличения удельной емкости. Иначе для управления транзистором требуются слишком большие напряжения. Но для толщины меньше 30A каждые 2A утончения окисла приводят к возрастанию тока утечки в затвор на порядок. Дальнейшее использование в качестве подзатворного диэлектрика окиси кремния становится проблематично. Однако задача замены этого материала другим не так тривиальна.

Толщину подзатворного диэлектрика можно оставить большой, если использовать материал с высокой диэлектрической постоянной. По этому пути продвигаются исследователи из Института физики полупроводников СО РАН. Аналогичные исследования проводят и американские ученые из North Carolina State University. Следует отметить, что используемые материалы являются совершенно новыми для кремниевой технологии и пока нет уверенности в их успешном применении. Здесь еще предстоят тщательные исследования. Повторяется ситуация, возникшая на заре кремниевых транзисторов. Первые образцы обладали очень плохими характеристиками из-за огромной концентрации ловушек заряда на границе раздела SiO₂/Si. Потребовалось время, чтобы научиться их устранять.

Менее радикальный способ предлагают сотрудники NEC Corp. (Япония). Они считают, что вообще не следует включать в современную Road map материалы с высокой диэлектрической проницаемостью. По их мнению, ситуацию вполне спасает нитридизация окиси кремния. Она особенно важна вблизи границы окисла с кремниевой подложкой и границы окисла с металлическим затвором. Если на первой границе введение азота препятствует диффузии бора в слой окиси кремния, то на другой границе уменьшается диффузия металла. Профиль концентрации азота очень важен. Слои, обогащенные азотом, должны быть достаточно тонкими, чтобы не вызывать образование ловушек заряда на границе Si/SiO₂. Авторы изготовили транзистор с оксинитридным подзатворным диэлектриком толщиной 1.5нм, в котором ток утечки на два порядка меньше, чем в обычном транзисторе со слоем SiO₂ той же толщины. Важно отметить, что подвижность электронов в каналах обоих транзисторов при этом практически одинакова.

1. J.Appl.Phys. 2001 90 3476
2. J.Appl.Phys. 2001 90 4701

МАГНИТОЭЛЕКТРОНИКА

Записи на доменных стенках
Группа N.Garcia из Laboratorio de Fysica de Sistemas Pequenos y Nanotecnology (Мадрид, Испания) получает очень высокие значения магнетосопротивления на баллистических никелевых наноконтактах. Последнее и пока не опубликованное достижение составляет 700%! Недавняя их работа посвящена расчетам, подтверждающим выдвигаемую ими теоретическую модель для объяснения эффекта. Согласно мнению авторов, магнитное поле, создаваемое протеканием импульса тока через точечный контакт к поверхности тонкой металлической пленки, вызывает вращение вектора намагниченности расположенной рядом с ним доменной стенки. В результате этого доменная стенка перемещается либо ближе к контакту, либо дальше от него, что определяется направлением тока. Параметры рассчитываемых структур соответствовали экспериментальным образцам. Обнаруженный эффект представляет огромный интерес для создателей магнитной памяти, поскольку пропускание большого тока производит запись, а пропускание малого тока через те же контакты производит считывание.

Поляризованные электроны из двумерного электронного газа
Новосибирские теоретики Л.И.Магарилл, А.В.Чаплик и М.В.Энтин (ИФП СО РАН) предсказывают новый эффект, который может найти практическое приложение в полупроводниковой спинтронике. Эффект предоставляет еще одну возможность создания пучков спин-поляризованных электронов. Авторы рассмотрели спин-орбитальное взаимодействие (взаимодействие магнитного момента электрона с магнитным полем, возникающим при его пространственном перемещении) при протекании тока в плоскости ориентированного двумерного электронного газа (2DEG). Ориентация обусловливается, например, несимметричностью квантовой ямы, в которой и образуется 2DEG. Гамильтониан для описания такого взаимодействия был предложен в работах Васько, а также Бычкова и Рашба. Оценки эффекта для типичного случая гетероструктуры GaAs/AlGaAs с концентрацией электронов 5? 10¹¹см^-2 и подвижностью 10⁴см²/(В? с) при приложении поля 10В/см показывают, что в этом случае ориентируются 10⁸ электронов на см². Величина относительной поляризации очень мала на фоне эффекта полной спонтанной поляризации 2DEG, обнаруженного в недавних экспериментах. Однако рассматриваемый эффект дает возможность управления степенью поляризации с помощью электрического поля. Попутно авторы рассмотрели плазменные колебания в такой системе и получили характеристики спин-плазмонов.

СВЕРХПРОВОДНИКИ

Быстрый путь сквид-микроскопов к рынку
Несмотря на 30-летний возраст [1], сквидам все еще поступают новые предложения. Теперь они понадобились сканирующим магнитным микроскопам с целым спектром безальтернативных приложений, основанных на высокой чувствительности к слабым магнитным полям в широкой полосе частот. За короткий срок предложено и реализовано множество конструкций магнитных микроскопов на основе сквидов с последовательным улучшением характеристик и удобства пользователей.

Первые варианты микроскопов использовали низкотемпературные сквиды (например, [2]) работающие при температуре жидкого гелия, и предназначенные для исследования образцов, также находящихся при низкой температуре. Замена низкотемпературного на ВТСП сквид [3] значительно расширила круг исследований и стимулировала их коммерческие применения.

В микроскопе образец сканируется близко расположенным сквидом, в то время как компьютер регистрирует сигнал со сквида в зависимости от его положения по отношению к образцу. Исследователи уже регистрировали магнитные поля, генерируемые вихревыми токами, магнитотактильными бактериями и токами утечки в интегральных схемах.

Широкое применение сквид-микроскопов сдерживалось необходимостью поддерживать сквид при гелиевой температуре. В первых версиях микроскопа сквид, образец и систему сканирования полностью погружали в ванну с жидким гелием или жидким азотом, или в вакуумированный объем, окруженный жидким хладоагентом. На этих cистемах было достигнуто пространственное разрешение 10мкм при чувствительности к магнитному полю 20пТл/Гц^1/2. Пользователи такого микроскопа преодолевали значительные трудности совмещения и позиционирования сквида относительно образца, а также при загрузке и перезагрузке образцов.

Недавно появились сообщения о конструкциях микроскопов, в которых образец может находиться при комнатной температуре. В этих версиях вакуумный объем со сквидом отделяется от образца тонким окном из немагнитного материала, например, сапфира. В первой системе такого типа [4] ВТСП сквид при азотной температуре разделялся от образца промежутком 50мкм, достигалась полевая чувствительность 20пТл/Гц^1/2 при пространственном разрешении около 10мкм. В аналогичных конструкциях с НТСП сквидом при гелиевой температуре при несколько большем зазоре “сквид-образец” (75-100мкм) достигалась чувствительность 1пТл/Гц^1/2.

Однако использование жидкого хладоагента увеличивает размеры и стоимость устройства, затрудняет его использование в промышленных лабораториях.

Вскоре родились версии микроскопов с рефрижераторами замкнутого цикла. В версии [5], предназначенной для неразрушающего контроля вихревых токов, используют рефрижератор Джоуля-Томпсона, в котором отсутствуют движущиеся части на холодном конце.

Исследователи из Univ. of Maryland и Neocera Inc. (США) изготовили микроскоп [6] с рефрижератором замкнутого цикла типа CryoTiger^TM, в котором движущиеся механические компоненты вынесены в компрессор, что исключает шумы, связанные с вибрацией, вблизи сквида. Другое преимущество CryoTiger^TM – в относительно малых размерах (диаметр 8см, длина 15см, медный держатель диаметром 33мм) и длительном сроке службы – 500 тысяч часов (по опыту авторов, все же требуется заполнение свежей порцией газа через каждые полгода работы). ВТСП сквид постоянного тока изготовлен на основе YBaCuO пленки (толщиной 200нм), осажденной на бикристаллическую SrTiO₃ подложку размером 1см². Площадь сквида – 1.2х10^-9м² при полевой чувствительности 17.5пТл. Чип (2х2мм²) с двумя сквидами в центре закрепляли на алмазном стержне с коническим концом диаметром 0.9мм. Затем проводили полировку сборки до диаметра кончика 800мкм. Чтобы минимизировать зазор “сквид-образец”, сборку с чипом помещали в вакуумный (1мТор) объем, внизу которого располагалось сапфировое окно толщиной 25мкм. Для перемещения окна в близком контакте (разделение в несколько мкм) со сквидом было изготовлено специальное устройство.

Зазор “сквид-образец” регулировали в диапазоне 60-250мкм.

Сканирующая система позволяла перемещать сквид относительно исследуемого образца со скоростью 0.5-1мм/с на площади сканирования 5х5мм². Конструкция сквида позволяла использовать его без магнитной экранировки.

Изготовленный сквид испытан при исследовании:

• золотых межсоединений толщиной 200нм и шириной 10мкм в многокристальных модульных сборках (легко обнаруживались токи 550мкА);
• закороток между двумя контактными выводами в сборке ИС в корпусе;
• вихревых токов в металлических (медных) слоях толщиной до 1мм (в медных кольцах обнаружены вихревые токи, генерирующие поля 800нТл при 50кГц);
• однородности намагниченных пленок магнитных материалов (SmCo толщиной 35нм).

Коммерческая версия описанного магнитного микроскопа – MAGMIC1^TM поставляется фирмой Neocera, Inc.

С российской разработкой сквид-микроскопа, выполненной в МГУ под руководством проф. О.В.Снигирева и ждущей российского заказчика, можно ознакомиться на сайте

http://perst.isssph.kiae.ru

в разделе “Российские сверхпроводниковые разработки”.

ФУЛЛЕРЕНЫ И НАНОТРУБКИ

Два прорыва в разработке транзисторов на углеродных нанотрубках
В Delft University of Technology (Netherlands) разработан транзистор второго поколения на основе углеродных нанотрубок. Его разработчик, Cees Dekker, разъясняет, что транзистор первого поколения имел конструкцию с тыловым затвором (back-gate), углеродную нанотрубку в качестве канала и диэлектрик SiO₂ толщиной 150-200нм. Такая конструкция обеспечивает усиление значительно меньше 1. В транзисторе второго поколения толщина оксида уменьшена до 2нм, благодаря этому усиление транзистора возросло до 10-20 и появилась возможность делать на его основе базовые элементы ЗУ, логические ячейки, стандартные триггерные схемы. Об этих достижениях Dekker сообщил на симпозиуме, собравшем более 500 ведущих специалистов по нанотехнологии, чтобы отпраздновать десятую годовщину открытия углеродных нанотрубок. В его сообщении указывается также дорога к соединению углеродных трубчатых транзисторов с другими схемами с помощью ДНК, то есть к объединению нано- и биотехнологии. Общее мнение собравшихся мэтров - углеродные нанотрубки наконец становятся сырьевым материалом для новых технологий.

Niroshi Kamimura, заслуженный профессор физики в Science University of Tokyo, сказал, что за всю свою научную деятельность, а опыт у него богатый, он никогда не видел такого жадного интереса к научным исследования, как после открытия нанотрубок. По его мнению, благодаря взрыву в научных исследования, детонатором которого стали углеродные нанотрубки, можно ожидать их близкое практическое применение.

Dekker нашел способ уменьшить толщину оксида и поднять усиление нанотрубного транзистора. Phaedon Avouris, руководитель исследований по нанотехнике в IBM, объявил о другом достижении - разработке нанотрубного полевого транзистора в конструкции с затвором на верху. Этот транзистор возможно (это еще не обнаружено) также будет иметь большое усиление и склонность к интеграции в большие схемы.

“Транзистор Деккера, использующий нанотрубку длиной 100нм и работающий на частоте 5Гц, еще очень далек от сегодняшних требований. Достижения в Delft Univ. и IBM - это ключевые, но пока еще только начальные прорывы. За ними должны последовать увеличение рабочих частот и степени интеграции. Для этого нужно сократить размер используемых трубок на порядок и заменить громоздкие (с точки зрения нанотехнологии) металлические электроды на другие нанотрубки, например из нитрида бора”, - считает H.Watanabe, вице-президент NEC Labs. NEC Labs, как и многие другие исследовательские центры, также заняты разработкой собственных нанотрубчатых транзисторов, пытаясь сократить размер нанотрубки до 10нм и затем сделать прибор целиком из нанотрубок. Dekker же меньше заинтересован в улучшении частотных характеристик своего транзистора, чем в решении более важной с его точки зрения проблемы - разработке углеродных нанотрубчатых схем-самосборок, прицепленных к ДНК.

КВАНТОВЫЙ КОМПЬЮТЕР

Преобразование Фурье на волнах
Ключевым моментом квантового алгоритма Шора разложения числа на множители является дискретное преобразование Фурье. Именно на нем происходит экспоненциально сильное ускорение по сравнению с классическими алгоритмами разложения. Напомним, что повышенное внимание именно к этому квантовому алгоритму связано с тем, что он может “взорвать” современную систему кодирования информации. Крупное финансирование работ в области квантового компьютера вызвано как раз этой возможностью.

A.Akis и D.F.Ferry из Arizona University предложили альтернативу квантовому компьютеру, по крайней мере в области алгоритма Шора. Их идея заключается в том, что и на аналоговых классических системах тоже реализуется параллелизм вычислений, как и в квантовом компьютере. Такие аналоговые преобразователи Фурье хорошо известны: это фазированные антенны в области электромагнитных волн с частотой порядка 10ГГц и преобразователи Фурье на поверхностных акустических волнах с частотой 1-2ГГц. Использование электронных волн позволяет, по оценке авторов, сместиться в диапазон 10-20ТГц. Эта частота соответствует фермиевской энергии электронов в полупроводниковых структурах с двумерным электронным газом. Интересно предложение авторов по использованию магнитного поля, которое деформирует интерференционную картинку так, что она может считываться одним детектором. На рисунке представлена система когерентных излучателей, эквивалентная фазированной решетке (а) и разделение электронного волновода (в) для формирования системы сфазированных излучателей для осуществления преобразования Фурье на электронных волнах. В каждом излучателе можно варьировать амплитуду и фазу. Интерференционная картина складывается сразу во всем пространстве, в этом и состоит параллелизм. Предлагаемая конструкция может пригодиться в будущем в качестве быстрого аналогового преобразователя Фурье.

А вот сможет ли такая система, действительно, составить конкуренцию квантовому компьютеру? Конечно же нет! Размерность пространства взаимодействующих N кубитов за счет запутанных состояний, которые возможны только в квантовой системе, составляет 2^N. Размерность пространства невзаимодействующих кубитов, как в предложении авторов, составляет всего 2N. Таким образом, для реализации алгоритма Шора разложения N-разряд-ного числа на множители квантовый компьютер из N кубитов фактически использует ресурс 2^N. Создание такого ресурса на классических системах для разложения, например, 100-разрядного числа, просто немыслимо.

СИНХРОТРОННОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

Синхротроны III поколения. Достижение целей
Об источниках синхротронного излучения (накопительных кольцах) 3-го поколения впервые заговорили около 20 лет назад. Яркость источников СИ нового поколения должна быть на 10⁴ выше по сравнению с предыдущими конструкциями. И это было достигнуто c применением вставных устройств – ондуляторов- в накопительных кольцах с малым эмиттансом. В процессе создания источников нового поколения возникли такие проблемы, как:

• большая чувствительность к сбоям в магнитах;
• трудность стабилизации положения центра массы пучка;
• уменьшение динамической апертуры вследствие необходимости использования больших шестиполюсников;
• ограничение тока в режимах с несколькими пучками и с одним пучком;
• короткий срок службы.

Однако все намеченные цели были достигнуты, а некоторые даже превзойдены. Отмечаются случаи, когда после нескольких лет работы источника его яркость находилась в диапазоне 10²⁰. Высокое качество и достижение когерентности созданных фотонных пучков открыло серию совершенно новых и чрезвычайно интересных экспериментов.

Опыт, приобретаемый в процессе эксплуатации источников СИ 3-го поколения, способствует качественному улучшению параметров новых проектов синхротронов:

• приближению ондуляторных фотонных пучков к дифракционному пределу и к предельному значению яркости 10²²;
• достижению лучшей стабилизации положения и, в частности, минимизации дивергенции и дрейфа центра массы фотонного пучка до 1/10 размера пучка;
• минимизации энергетического спектра электронного пучка с целью извлечения возможно более высокой энергии фотонов на гармониках ондулятора для данной энергии электронов;
• включению на ранних этапах проектирования возможности использования постоянной инжекции;
• приближение к амбиционной цели: пиковому значению тока пучка 1кА в 10пс импульсе.

НОВОСТИ ФИЗИКИ В БАНКЕ ПРЕПРИНТОВ

Об электрон-фононном взаимодействии и d-волновом спаривании в ВТСП
В недавнем обзоре "Проблема высокотемпературной сверхпроводимости. Современное состояние" (УФН 170, 1033 (2000)) Е.Г.Максимов заметил, что электрон-фононное взаимодействие приводит к линейной по температуре зависимости удельного сопротивления r уже при T>0.2q , где q - температура Дебая (формула Блоха-Грюнайзена). Для ВТСП это как раз соответствует нормальному состоянию, что позволяет объяснить экспериментально наблюдаемые в ВТСП линейные зависимости r(T) при T>T_c без привлечения гипотез об определяющей роли взаимодействия электронов с нефононными степенями свободы. Автор препринта, который также является сторонником картины фононного механизма высокотемпературной сверхпроводимости, делает важное уточнение. Он обращает внимание на то, что линейность r(T) при T>T_c в ВТСП еще не есть пропорциональность r ~T. По его мнению, отсутствие прямой пропорциональности r ~ T указывает на существование не зависящего от температуры вклада в r , связанного, как он считает, с волной спиновой плотности. Предложена модель, согласно которой магнитный фазовый переход SDW-типа предшествует сверхпроводящему. SDW-щель (псевдощель) с d-волнов-ой симметрией формируется на симметричных участках поверхности Ферми при T>T_c и сохраняется в сверхпроводящем состоянии. Она намного больше сверхпроводящей щели, что на эксперименте может приводить к "имитации" d-волновой симметрии параметра сверхпроводящего порядка, который в действительности является s-волновым. На основании этой модели сформулированы возможные пути повышения T_c.
L.S.Mazov, http://xxx.lanl.gov/abs/cond-mat/0111015, 
представлен в УФН как комментарий к статье Е.Г.Максимова в УФН 170, 1033 (2000)
Contact: L. S. Mazov <mazov@ipm.sci-nnov.ru>

Фотоэлектронная спектроскопия MgB₂ с угловым разрешением
Электронная структура монокристаллов недавно открытого сверхпроводника MgB₂ впервые исследована методом фотоэлектронной спектроскопии с угловым разрешением. Вблизи направлений G -К и G -М в зоне Бриллюэна около энергии Ферми обнаружены три различные ветви спектра, соответствующие теоретически предсказанным s (B2p_x,y) и p (B2p_z) зонам. Наблюдалась также параболическая зона вблизи G -точки, происхождение которой, по-видимому, связано с поверхностными состояниями. Хорошее согласие между экспериментальными данными и расчетами зонной структуры свидетельствует о несущественной роли электронных корреляций в сверхпроводимости MgB₂.
H.Uchiyama et al., http://xxx.lanl.gov/abs/cond-mat/0111152, submitted to Phys. Rev. Lett.
Contact: Hiroshi Uchiyama <uchiyama@istec.or.jp>

О сверхпроводимости углеродных нанотрубок
Теория ренормгруппы в импульсном пространстве использована для исследования влияния электрон-фононного и кулоновского взаимодействия на функцию сверхпроводящего отклика в одиночных одностенных “armchair” нанотрубках. Показано, что в недопированных нанотрубках сверхпроводимость отсутствует. При допировании развиваются сверхпроводящие флуктуации за счет взаимодействия электронов с фононами. Они, однако, очень слабы и легко разрушаются кулоновским отталкиванием электронов друг от друга. Сделан вывод, что сверхпроводимость, наблюдавшаяся в связках нанотрубок, скорее всего обусловлена эффектами “межтрубного” взаимодействия. Отмечено, что “zigzag” нанотрубки более благоприятны для сверхпроводимости.
A.Sedeki et al., http://xxx.lanl.gov/abs/cond-mat/0111296
Contact: C. Bourbonnais <cbourbon@physique.usherb.ca>

Дефазировка в изолированной квантовой точке
Представлен теоретический анализ эффекта дефазировки одночастичных состояний в изолированной квантовой точке. Сделан вывод, что время дефазировки t зависит от среднего расстояния между дискретными энергетическими уровнями и существенно превышает величину t в “открытых” квантовых точках. Анализ экспериментальных данных показал, что при достаточно низкой температуре дефазировка вообще не должна иметь место.
E.Eisenberg et al., http://xxx.lanl.gov/abs/cond-mat/0110609
Contact: Karsten Held <karsten.held@physik.uni-augsburg.de>

Обеспечение секретности вычислений на чужом квантовом компьютере
Предположим, что Алисе требуется выполнить некие расчеты, для которых ей необходим квантовый компьютер, которого, однако, у нее нет. Квантовый компьютер есть у Боба, и Боб готов помочь Алисе, но она хочет, чтобы при этом Боб не знал ни входные данные, ни вычисляемую функцию, ни результаты вычислений. Автор препринта описывает протокол, позволяющий Алисе обеспечить секретность своих квантовых вычислений. При этом Алиса может однозначно определить, был ли Боб честен, и не внес ли он преднамеренные ошибки в результаты.
A.M.Childs, http://xxx.lanl.gov/abs/cond-mat/0111046
Contact: Andrew M. Childs <amchilds@mit.edu>

КОНФЕРЕНЦИИ

Научная сессия “XV ВТСП” состоится 19 декабря (среда) 2001 года в 13 часов в конференц-зале Физического института имени П.Н.Лебедева РАН (Ленинский проспект, 53, Главное здание, 3-й этаж)

1. Басов Д.Н.
   Инфракрасная спектроскопия высокотемпературных сверхпроводников.
2. Аксенов В.Л.
   Нейтронография высокотемпературных сверхпроводников.
3. Пономарев Я.Г.
   Туннельная и андреевская спектроскопия высокотемпературных сверхпроводников.
4. Копаев Ю.В.
   Теоретические модели ВТСП.
5. Гапонов С. В.
   Слаботочные приборы и устройства.
6. Черноплеков Н.А.
   Состояние работ по сильноточной прикладной сверхпроводимости.

Информацию о сессии можно прочитать на Home page ООФА по адресу: www.gpad.ac.ru

Опубликованная в предыдущем выпуске ПерсТ’а информация о криогенном автомобиле – вовсе не шутка. Пусть вас убедит в этом следующая библиография, относящаяся к проблеме:

1. M.C. Plummer, C.P. Koehler, D.R. Flanders, R.F. Reidy and C.A.Ordonez, "Cryogenic Heat Engine Experiment" Advances in Cryogenic Engineering Vol. 43, Plenum Press, New York, 1998
2. Williams, J., "Cryogenic Automobile Propulsion: Heat Exchanger Design and Performance Issues," AIAA Paper 97-0017, 1997
3. C.A. Ordonez, "Cryogenic Heat Engine," American Journal of Physics, Vol. 64 (1996) p 479.
4. Boese, H.L., "Cryogenic Powered Vehicle,"US Patent No. 4,294,323, Oct. 13, 1981
5. West, C.W., Lee, L.E., and Norris, A.O., "Vehicle Utilizing Cryogen Fuel," US Patent No. 4,106,581, Aug.15, 1978

Cсылки в интернете:

1. http://www.aa.washington.edu/AERP/CRYOCAR/sae97/sae97.html
2. http://www.aa.washington.edu/AERP/CRYOCAR/sae98/sae98.html
3. http://www.mtsc.unt.edu/CooLN2Car.html
4. http://www.mtsc.unt.edu/n2car/cooln2carpapers.html

Редактор С.Т.Корецкая,
тел: (095) 930 33 89
perst@isssph.kiae.ru

В подготовке выпуска принимали участие:
В.Вьюрков, Л.Журавлева, М.Компан, Л.Опенов