Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
Институт физики твердого тела Российской академии наук

ENG
21.10.2017  
  


В связи с обновлением программного обеспечения сайт находится на реконструкции (некоторые страницы и сервисы могут быть недоступны)

Печать

Программы Министерство образования и науки РФ
2011 год.

Программа:
Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 гг.
Подпрограмма: Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров в области естественных наук по следующим научным направлениям: - математика; - физика конденсированных сред. физическое материаловедение; - оптика, лазерная физика и лазерные технологии; - физическая химия, электрохимия, физические методы исследования химических соединений; - химия высокомолекулярных соединений, нефтехимия, катализ; - фундаментальная медицина и физиология; - геофизика
Физика квантовых микро- и макросистем
Договор № 917-11 от 01.03.11 г.
Срок исполнения: 01.03.2011-30.06.2011 гг.
Министерство образования и науки РФ            ИФТТ РАН

Отчет по Государственному контракту
1. Измерения высокочастотных и транспортных характеристик монокристаллов пниктидов железа, анизотропии проводимости, верхнего критического поля, пиннинга вихрей и т.д. и определение основных параметров сверхпроводящего состояния пниктидов

      Новые высокотемпературные сверхпроводники – пниктиды железа, обладают ярко выраженной слоистой структурой и характеризуются высокой анизотропией энергетического спектра, которая находит свое отражение во всех без исключения транспортных и магнитотранспортных свойствах. Эксперименты по изучению температурных зависимостей верхнего критического поля Hc2(T) в этих кристаллах при температурах вблизи Тс указывают на значительную анизотропию величины Hc2(0), полученную экстраполяцией по известной формуле теории БКШ Вертхамера-Гельфанда-Хохенберга.
Анизотропия верхнего критического поля составляет примерно 2, а результаты экстраполяции в Т=0 по формулам теории БКШ дают значения 127 Тл и 251 Тл при направлениях поля вдоль и поперек нормали к слоям соответственно. Столь высокие значения Нс2 позволяют говорить о пниктидах железа как о перспективных сверхпроводниках с точки зрения их технических применений. К сожалению, в наших экспериментах мы имели возможность работать в полях до 17 Тл, что много ниже предельных значений Нс2 для этих кристаллов. Однако эксперименты в импульсных полях до 60 Тл [2] подтверждают сделанный нами вывод о высоких значениях Нс2. Правда, в экспериментах [2] эти значения оказались несколько ниже, что объясняется ограничением, накладываемым на критическое поле эффектом парамагнитного распаривания. Следует отметить, что помимо влияния ориентации образца в поле, верхние критические поля оказываются чувствительными к измерениям состава кристаллов. Так, полученные нами значения Hc2(0) оказались почти в два раза больше, чем те, что были измерены для кристаллов Ba(Fe093Co0.07)2As2. Таким образом, частичное замещение железа кобальтом приводит к понижению верхних критических полей в этом семействе сверхпроводников. 

2. Исследования спектров коллективных возбуждений спиновой плотности в ферромагнитных фазах двумерной электронной системы, которые реализуются при нечетных значениях фактора заполнения уровней Ландау. Изучение генезиса спектров по мере увеличения фактора заполнения от 1 до больших нечетных значений

Обнаружена новая спиновая мода в режиме квантового эффекта Холла в окрестности нечетных факторов заполнения в условиях, исключающих возможность скирмионных возбуждений. Наличие дополнительной спиновой моды предполагает нетривиальный магнитный порядок при неполных заполнениях уровней Ландау.  Эксперименты проводились методом методом рамановской спектроскопии на серии GaAs/AlGaAs структур с высокоподвижными одиночными квантовыми ямами. Были исследованы магнитоплазменные моды двумерного электронного газа. При нечетных целочисленных факторах заполнения n=3,5,7,… помимо классической гибридной магнитоплазменной моды, имеющей линейную длинноволновую дисперсию, обнаружено новое коллективное возбуждение – антифазная плазменная мода, являющееся антифазным колебанием спиновых подсистем на нулевом и первом уровнях Ландау. Как и обычный плазмон, эта мода является возбуждением зарядовой плотности, но в ее дисперсии содержится квантовый масштаб энергии – Ридберг. Поэтому данное возбуждение может быть названо квантовым плазмоном. В широком диапазоне целочисленных факторов заполнения n=2,3,…,16  были измерены энергии плазменных мод в длинноволновом пределе. Обнаружено, что при переходе от нечетных к четным факторам заполнения квантовый плазмон трансформируется в центральную компоненту триплета циклотронной спин-флип моды.
Между двумя спиновыми волнами наблюдалось характерное антипересечение в зависимости энергии от фактора заполнения. Энергетическое расщепление между возбуждениями линейно зависит от величины электронной плотности. Анализ свойств новой спиновой волны при экспериментальных условиях, исключающих существование скирмионов, указывает на то, что основное состояние системы при слабых отклонениях от нечетных целочисленных факторов заполнения является неколлинеарным ферромагнетиком.

3. Исследование двумерных электронных систем с сильным взаимодействием и наноструктур на их основе
Туннелирование в двумерную электронную систему используется для исследования электронных свойств в несколько отличающихся вариантах постановки эксперимента. При  традиционном  экспериментальном дизайне двумерный электронный газ отделен от металлического электрода (затвора) туннельным барьером, причем омические контакты подключены как к металлическому электроду, так и к двумерному газу. Через структуру наряду с переменным током может быть пропущен постоянный ток, создающий падение напряжения между электродами. В результате реализуются условия для измерения дифференциальной проводимости в зависимости от разности электрохимических потенциалов затвора и двумерного электронного газа [1]. В таком эксперименте можно исследовать структуру незаполненных двумерных подзон, заполненные двумерные подзоны, а также обусловленный межэлектронным взаимодействием провал туннельной плотности состояний на Ферми уровне.
Все сказанное выше относится к достоинствам традиционной постановки эксперимента. Однако, у нее есть существенный недостаток: она требует переноса заряда вдоль двумерного электронного слоя. Если такой перенос затруднен, как это бывает в условиях квантового эффекта Холла, традиционная постановка туннельного эксперимента становится невозможной.

Будучи идейно исключительно простым, этот эксперимент технически сложен и чрезвычайно трудоемок. Кроме обычных проблем, связанных с однородностью двумерного электронного газа, необходимостью поддерживать низкую (в десятки милликельвин) температуру и сильном магнитном поле, возникла необходимость точной компенсации паразитного сигнала и, из-за малости измеряемых сигналов, необходимость длительного накопления при повторяющемся импульсном воздействии.
Все эти недостатки с лихвой окупаются открывшимися возможностями для исследования. В эксперименте возможно прямое измерение скачков химического потенциала на целочисленных и дробных факторах заполнения, а также прекрасно видны кулоновские щели. Впрочем, эта информация была  ранее получена другими методами. Впервые обсуждаемым методом наблюден распад пришедшего в двумерную систему заряда на возбуждения с дробным зарядом: возбуждения с энергией, линейно зависящей от (-1). Неожиданным является и проявление кулоновских щелей на полностью заполненных и полностью пустых квантовых уровнях.
Как видно из этого перечисления, предложенная  модификация туннельных структур открывает широкие перспективы для изучения эффектов электрон-электронного взаимодействия в двумерном электронном газе.

Программа:
Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013гг.
Подпрограмма: «Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров по направлению «Новые катодные материалы для топливных элементов на твердых оксидах» с участием научно-исследовательских и научно-образовательных организаций Германии в рамках реализации программы CLIENT» »
Новые катодные материалы для твердооксидного топливного элемента
Договор № 950-11 от 09.11.2011
Срок исполнения: 09.11.2011-10.11.2013

Отчет по Государственному контракту: 
Были синтезированы однофазные образцы сложных оксидов Pr1.6Sr0.4CuO4 и Pr2CuO4 для использования в качестве катодов твердооксидных топливных элементов. Проведены исследования химической стабильности новых катодных материалов при их контакте с материалами электролита. Отработаны режимв нанесения и спекания катодных и защитных слоев на газоплотные элетролитические мембраны. 

Программа:
Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 гг.
Подпрограмма: Проведение научных исследований коллективами под руководством приглашенных исследователей в области химии и новых материалов
Новые низкоразмерные органические проводники на основе катион-радикальных солей: синтез и физические свойства
г/к № 14.740.11.0911 от 29.04.2011 г.  
Срок исполнения:29.04.2011-30.11.2012 гг.

Отчет по Государственному контракту
Проведены исследования структуры и магнитотранспортных свойств на кристаллах органических проводников a-(BEDT-TTF)2KX(SCN)4, (X=K,Tl), k-(BETS)2Mn[N(CN)2]3 и α-‘pseudo-κ’-(BEDT-TTF)4H3O[Fe(C2O4)3]×C6H4Br2. Исследованы температурные зависимости их сопротивления в диапазоне температур (300-0.5) К и магнитные свойства, спектры ЯМР, а также квантовые магнитоосцилляционные эффекты. Получены данные о влиянии давления на переход металл-диэлектрик в кристаллах k-(BETS)2Mn[N(CN)2]3. Из периода осцилляций Шубникова-де Гааза получены значения экстремальных сечений ферми-поверхности исследованных кристаллов. 

По результатам исследований участниками проекта опубликовано 6 статей в  научных журналах, сделан 1 доклад на российской и 6 докладов на международных конференциях. В ходе исследований синтезированы новые ранее неизвестные органические проводники, изучены их структура, магнитные и проводящие свойства. Все полученные результаты соответствуют мировому уровню.

 

 
Контакты

Телефон: 8(496) 52 219-82
+7 906 095 4402

Факс: +7(496) 522 8160
8(496) 522 8160

Почтовый адрес:ИФТТ РАН, Черноголовка, Московская обл., ул.Академика Осипьяна д.2, 142432, Россия

E-mail:

WWW:www.issp.ac.ru


  

ОБЪЯВЛЕНИЯ