doc - ПерсТ

Информационный бюллетень
наноструктуры сверхпроводники фуллерены
http://perst.isssph.kiae.ru
Том 10, выпуск 20
В этом выпуске:
30 октября 2003 г.
НАНОЭЛЕКТРОНИКА
Провода на воде
Начиная с XIX века, для перемещения древесины от мест ее произрастания к деревообрабатывающим фабрикам использовали
естественный природный транспорт – широкие полноводные реки. Пилили лес зимой, а по весне, когда таял лед, бревна скатывали в воду, и быстрое течение само доставляло их прямиком к
пункту назначения. В период лесосплава реки сплошь покрывались бревнами на многие мили вокруг.
Нанопровода похожи на стволы деревьев, хотя и отличаются от
них по размерам на многие порядки. И те, и другие являются, по
существу, одномерными физическими объектами, диаметр которых пренебрежимо мал по сравнению с длиной. За последние
годы был достигнут значительный прогресс в технологии изготовления нанопроводов и их практическом использовании при
конструировании приборов нового поколения. Основная проблема здесь заключается в сложности иерархической организации
этих «строительных блоков» наноэлектроники.
Недавно сразу две группы исследователей, независимо друг от
друга, вспомнили о лесосплаве и предложили использовать воду
для упорядочения больших массивов углеродных [1] и серебряных [2] нанопроводов. В обоих случаях плавающие на поверхности воды нанопровода уплотнялись с помощью управляемых
компьютером боковых барьеров («берегов реки»). При этом они
ориентировались вдоль одного (параллельного барьерам)
направления и образовывали плотный поверхностный монослой,
который затем перемещался на подложку как единое целое.
Water
surface
Floating nanowires
Computercontrolled
barrier
И далее ...
Игра электронов в чет-нечет
2
Лазерное формирование источника
ионов для нанотехнологий
3
4
5
ФОТОНИКА
Фотонам необходим полный
порядок
ФУЛЛЕРЕНЫ И НАНОТРУБКИ
Первый биосенсор на единичной
нанотрубке
Для накопления водорода нанотрубки нужно открыть
6
ВЕСТИ С КОНФЕРЕНЦИЙ
Новые формы углерода рождают
новые применения
6
ФИНАНСИРОВАНИЕ
В США нанотехнология находится
на хорошем содержании
7
НОВОСТИ ФИЗИКИ
В БАНКЕ ПРЕПРИНТОВ
Так ли удивительна
комнатнотемпературная
сверхпроводимость углеродных
нанотрубок, чтобы не верить в нее?
8
КОНФЕРЕНЦИИ
Связь между несколькими такими монослоями
обеспечивали металлические контакты [1]. При
этом практически нет ограничений сверху на площадь слоя (так, 20см2 достигается сравнительно
легко).
Развитая методика фактически открывает путь к
интегральным наносхемам. Но на этом пути еще
предстоит решить немало проблем. В частности,
нужно научиться адресно обращаться к индивидуальным наноэлементам большого массива, а также
обеспечить надежную “вертикальную” связь нанослоев [3].
P.S. По-видимому, таким же образом можно попытаться «укладывать на воду» и углеродные нанотрубки.
1. D.Whang et al., Nano Lett., 2003, 3, 1255
2. A.Tao et al., Nano Lett., 2003, 3, 1229
3. P.Yang, Nature, 2003, 425, 243
Игра электронов в чет-нечет
Сотрудники Kamerlingh Onnes Laboratory, Leiden
University (Нидерланды) наблюдали зависимость
проводимости цепочки атомов от четности или нечетности их количества. Технология формирования
подобного контакта выглядела следующим образом. Сначала тонкую золотую нить приклеивали на
подложку, затем подложку изгибали с помощью
пьезоэлемента, что приводило к растяжению нити.
В процессе растяжения измеряли проводимость
контакта. Приближение ее значения к кванту проводимости G0 =2e2/h означало наличие одного атома в контакте. Дальнейшее растяжение приводило
к образованию цепочки атомов. Вначале она состояла из двух атомов, потом из трех, и так далее. Для
нечетного количества атомов наблюдали уменьшение проводимости контакта по сравнению с квантом проводимости на 10-15%.
Теория уже предсказывала наличие этого эффекта
для цепочки одновалентных атомов, каковыми являются атомы Au. Цепочка одновалентных атомов
обладает одним каналом одномерной проводимости. Согласно теоретическим расчетам проводимость такой цепочки в точности равна G0, если количество атомов нечетное, а правый и левый берег
контакта совершенно одинаков. Для четного количества атомов было предсказано отклонение проводимости контакта в меньшую сторону, кроме
того, была показана большая чувствительность
проводимости контакта к геометрии его берегов.
Все это удалось наблюдать на эксперименте. Даже
более того, удалось наблюдать подобный эффект и
для пластических металлов другой валентности
(Pt, Ir), а следовательно, и другого количества каналов проводимости контакта, чего теория пока не
ухватывает.
В.Вьюрков
Phys.Rev. Lett., 2003, 91, 076805
2
Лазерное формирование источника ионов
для нанотехнологий
Интенсивное развитие систем обработки и хранения информации неразрывно связано с совершенствованием технологий микросхем. Повышение
плотности записи информации и увеличение скорости ее обработки определяются, в первую очередь, уменьшением размеров элемента схем. Критические технологические этапы - ионные процессы, воздействие на поверхность обрабатываемой
пластины высокоэнергетичным ионным пучком
(травление, литография). Перед производителями
соответствующего оборудования стоит задача
формирования ионных пучков высокой интенсивности при минимальной угловой расходимости. Ее
решению препятствует начальный поперечный
энергетический разброс ионных пучков, обусловленный весьма высокой температурой (~1000К)
источников пучка.
Эффективный подход к преодолению проблемы
предложен и проанализирован группой сотрудников Института проблем технологии микроэлектроники РАН и Курчатовского института [1]. Авторы
предлагают осуществлять коллимацию первичного
атомного пучка, образованного стандартным способом, путем поперечного охлаждения атомов резонансным лазерным излучением. Лазерное излучение используется также и для многоступенчатой
ионизации атомов пучка. Преимущества рассматриваемого метода формирования ионных пучков
связаны с низким разбросом начальной энергии
пучка (менее 101 эВ) и высоким эмиттансом в области виртуального источника 106 смрад при
токе пучка на уровне мкА. Высокий уровень монохроматичности пучка позволяет заметно подавить
эффект хроматической аберрации, что открывает
привлекательную возможность использования таких источников в ионной литографии. Кроме этого,
предлагаемый метод позволяет расширить набор
элементов, используемых в ионных источниках,
что представляет самостоятельную технологическую ценность.
Выполненный авторами детальный анализ предложенной схемы показывает, что рассматриваемый
источник по току и эмиттансу не уступает традиционно используемым в нанотехнологиях жидкометаллическому источнику и источнику на основе
СВЧ разряда, а по разбросу начальной энергии в
десятки раз превосходит их. Такой подход практически подавляет хроматическую аберрацию ионнооптической системы – один из основных факторов,
определяющих разрешение литографического процесса. Другая важная особенность данного источника связана с возможностью практически безынерционного изменения тока пучка за счет изменения
интенсивности ионизирующего лазера. Следует
также отметить, что выбор сорта атома в пучке требует наличия соответствующих источников лазер-
ПерсТ, 2003, том 10, выпуск 20
ного излучения и в этом смысле не является вполне
произвольным. Однако в случае использования пучка атомов металлов существующие возможности
техники перестраиваемых по частоте лазеров позволяют осуществлять эффективную многоступенчатую ионизацию атомов любого сорта.
1. Б.Г. Фрейнкман, А.В. Елецкий, С.И. Зайцев.
Письма в ЖЭТФ, 2003, 78(4) 291
ФОТОНИКА
Фотонам необходим полный порядок
Фотонные кристаллы (photonic crystals, «коллоидные кристаллы» по старой терминологии) - это материалы с упорядоченной структурой, характеризующейся строго периодическим изменением коэффициента преломления в масштабах, сопоставимых с длинами волн излучений в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах. Это интенсивно
развивающееся направление современного материаловедения связано с возможностью создания светодиодов с высоким КПД, новых типов лазеров с
низким порогом генерации, световых волноводов,
оптических переключателей, фильтров, а также
устройств цифровой вычислительной техники на
основе фотоники [1].
Интенсивная разработка фотонных кристаллов
началась с двух основополагающих работ [2, 3],
опубликованных в 1987 году, и очень быстро стала
модной для многих ведущих лабораторий мира.
Среди других, в России синтез и интенсивные исследования фотонных кристаллов ведут в ИФТТ
РАН, ИФМ РАН, на химическом факультете МГУ.
Будучи прозрачными для широкого спектра электромагнитного излучения, фотонные кристаллы не
пропускают свет с длиной волны, сравнимой с периодом структуры фотонного кристалла. Эти спектральные диапазоны получили название “фотонные запрещенные зоны” (photonic band gap, PBG)
[2]. Видимым проявлением существования PBG
является иризация природных и синтетических
опалов (рис. 1а, б) – эти материалы образованы
монодисперсными сферическими кварцевыми частицами диаметром 150-900нм, упакованными в
виде кубической гранецентрированной решетки [4]
(рис. 1в). Это обстоятельство обуславливает существование в таких структурах модуляции коэффициента преломления с периодом, сопоставимым с
длинами волн излучения из оптического диапазона
спектра и, как следствие, приводит к брэгговской
дифракции света.
В настоящее время наибольший интерес представляют фотонные кристаллы, для которых PBG лежит в видимой (400 – 700нм) или в ближней инфракрасной (1 – 1.5мкм) областях [5]. Создание
трехмерного фотонного кристалла с PBG в указанных выше интервалах длин волн остается на протяжении последних десяти лет одной из важнейших задач материаловедения.
Очевидно, что дефекты в упаковке сферических частиц в структурах, подобных приведенной на рис.
1в, нарушают периодическую модуляцию коэффициента преломления и существенно ухудшают оптические свойства фотонного кристалла. Как отме-
Рис.1. Синтетический опал, полученный в лаборатории неорганического материаловедения Химического ф-та
МГУ: а, б – иризация образцов синтетических опалов, имеющих PBG в красной (а) и зеленой (б) областях оптического спектра; (в) – SEM синтетического опала, образованного плотно упакованными сферическими частицами диаметром 270нм (стрелками указаны характерные для кубической гранецентрированной упаковки чередование слоев (ABCABC…) и кристаллографические плоскости <220>).
ПерсТ, 2003, том 10, выпуск 20
3
Рис.2. Результаты использования серебряных пластинок с полосчатым искусственным рельефом: схема
процесса упорядочения кварцевых сферических частиц под действием капиллярных сил (а) и SEM поверхности упакованных микрочастиц (б).
чается в работе [6] для практического использования бездефектные области в фотонном кристалле
должны превышать площадь в 1000мкм2. Поэтому
проблема упорядочения сферических частиц является одной из главных при создании фотонных кристаллов. В настоящее время различными исследователями предложен целый ряд методов “сборки” фотонных кристаллов из коллоидных микрочастиц,
такие как естественная седиментация, центрифугирование, электрофорез, spin-coating (упорядочение
частиц на равномерно вращающейся подложке под
действием центростремительных сил) и ряд других,
анализируя которые, авторы [7] пытались найти
компромисс между скоростью процесса и качеством
получаемых структур.
1. T.F. Krauss, R.M. De La Rue. Progress in Quantum Electronics, 1999, 23, 51.
2. E. Yablonovich. Phys. Rev. Lett., 1987, 58, 2059.
3. S. John. Phys. Rev. Lett., 1987, 58, 2486.
4. D.W. McComb, B.M. Treble, C.J. Smith et. al. J.
Mater. Chem., 2001, 11, 142.
5. O. Toader and S. John. Science, 2001, 292, 1133.
6. S.H. Park, D. Qin and Y. Xia. Adv. Mater., 1998,
10, 1028.
7. A. Stein. Microporous and Mesoporous Mater.,
2001, 44-45, 227.
8. Y.A. Vlasov, X.-Z. Bo, J.C. Sturm & D.J. Norris.
Nature, 2001, 414, 289.
9. S.M. Yang and G.A. Ozin. Chem. Commun., 2000,
24, 2507
Заслуживает внимания метод упорядочения сферических частиц из суспензии в искусственно созданных на вертикальной подложке “канавках”. (ПерсТ
уже писал об использовании искусственного рельефа для получения других функциональных материалов, а именно - ВТСП). Под действием капиллярных
сил суспензия быстро поднимается по “канавкам”
вверх по подложке, после чего растворитель испаряется. Рис. 2 иллюстрирует схему процесса и качество упорядочения кварцевых микросфер. По всей
видимости, удачное использование вертикального
градиента температур (подобная возможность была
рассмотрена в работе [8]) позволит дополнительно
оптимизировать скорость процесса и качество получаемой упаковки микросфер.
Первый биосенсор на единичной нанотрубке
Следует отметить, что полученные в работе [9]
аналогичные структуры (сферические кварцевые
микрочастицы на искусственно созданном рельефе) рассматриваются в качестве “опаловых чипов”
(opal chips) – элементов для оптических интегральных схем на основе фотоники.
Александр Синицкий
(Факультет наук о материалах МГУ)
sinitsky@inorg.chem.msu.ru
4
.ФУЛЛЕРЕНЫ И НАНОТРУБКИ
Нанотрубки все прочнее завоевывают свое место в
биологии. О химических сенсорах ПерсТ не раз
рассказывал, и вот создан первый биосенсор на
индивидуальной одностенной углеродной нанотрубке (ОСНТ - SWNT).
Поскольку в изложении трудно обойтись без специальных, малоизвестных терминов, поясним их.
Среди электрохимических сенсоров, т.е. устройств,
предназначенных для анализа химических соединений в жидких и газообразных средах, отдельно
выделяют электрохимические сенсоры для анализа
биологических сред, или иначе биосенсоры. Биосенсоры позволяют быстро и с высокой селективностью проводить автоматизированный анализ
сложных по составу объектов, определяя глюкозу,
холестерин, мочевину, аминокислоты и другие вещества, содержание которых может изменяться от
0.05мкг/л до 1мг/л.
Основа биосенсоров - ферментные электроды.
Ферменты, или энзимы, это белковые макромолекулы, которые выполняют роль катализаторов в
живых организмах. Они делятся на классы в зависимости от катализируемой реакции. Например,
ПерсТ, 2003, том 10, выпуск 20
Рис. 1.
ферменты, о которых пойдет речь ниже, катализируют окислительно-восстановительные реакции и
относятся к оксидоредуктазам. В электродах чаще
всего используют так называемые иммобилизованные ферменты. Понятно, что иммобилизованный –
это неподвижный, а достигается эта «неподвижность» (иммобилизация) связыванием фермента с
носителем, например, включением ферментов в
полимерные или гелевые пленки или ковалентным
присоединением их к поверхности полупроницаемых мембран (целлюлозных, поликарбонатных).
Это дает ряд преимуществ, например, существенно
повышается стабильность, достигается многократное использование. При разработке биосенсоров
желательно также уменьшить размер электродов
до 10 – 100нм, т.е. приблизиться к размерам биомолекул.
Сотрудники Delft University of Technology, Нидерланды [1] решили эти задачи, создав биосенсор на
основе полупроводниковой ОСНТ. Исследователи
сумели иммобилизовать фермент глюкозооксидазу
GOx на единичной ОСНТ полупроводникового типа, выращенной методом CVD на Si/SiO2 подложке
(рис.1). Наблюдения в атомном силовом микроскопе показали, что примерно половина поверхности
ОСНТ была покрыта ферментом. Ученые использовали методику, ранее предложенную в [2]: с помощью связующей молекулы иммобилизуют белки
на боковой поверхности ОСНТ. Авторы [1] сформировали электроды из 30нм - слоя Au и 5нм - слоя
Ti на вершине нанотрубки (методом электроннолучевой литографии). Электрические измерения
проводили в водных растворах при комнатной
температуре.
Выяснилось, что иммобилизация GOx существенно
уменьшила проводимость ОСНТ. Более того,
ОСНТ, покрытые GOx, в отличие от исходных, оказались очень чувствительными к рН среды в диапазоне 4 – 5.5. При рН=5.5 их проводимость значительно повышается, причем изменения проводимости обратимы. Такие нанотрубки могут быть отличными сенсорами, измеряющими изменения в
рН до 0.1. Также выяснилось, что покрытые GOx
полупроводниковые ОСНТ чувствительны к -Dглюкозе - при ее добавлении в раствор их проводимость увеличивается (для исходных нанотрубок
без GOx такой эффект отсутствует). Проводимость
ПерсТ, 2003, том 10, выпуск 20
ОСНТ меняется из-за того, что при каталитической
реакции превращения глюкозы в глюконолактон
GOx претерпевает конформационные изменения,
группы на GOx меняют свое зарядовое состояние,
молекулы кислорода используются для образования молекул другого продукта - перекиси водорода. Авторы признают, что для уточнения механизма требуются дальнейшие исследования, их работа
безусловно открывает дорогу к биомолекулярной
диагностике.
Разработкой биосенсоров занимаются и ученые в
других странах. Исследователи из Великобритании, например, в работе [3] представили обзор
своих последних экспериментальных работ по молекулярной и биомолекулярной функционализации
ОСНТ. На боковой поверхности и на концах нанотрубок они иммобилизовали некоторые металлопротеиды (сложные белки, включающие ионы металла) и ферменты. При этом их исходная биологическая структура сохранилась, что важно для
создания в будущем устройств на их основе. Полученные «био-ОСНТ» электроды проявляют электрические свойства, которые могут быть использованы в вольтамперометрических исследованиях.
Авторы мечтают о создании в будущем высокочувствительного мультианализатора, состоящего
из набора ОСНТ, каждая из которых несет свой
определенный фермент. Это позволит одновременно определять множество различных соединений.
О.Алексеева
1. Nano Lett., 2003, 3(6), р.727
2. J. Amer. Chem. Soc., 2001, 123, р.3838
3. Chem. Eur. J., 2003, 9, р.3732
Для накопления водорода нанотрубки нужно
открыть
О том, что углеродные нанотрубки являются
наиболее многообещающим кандидатом для хранения водорода, было заявлено в 1997 г. [1]. Сразу
возросла активность исследований по достижению
их максимальной сорбционной емкости по отношению к водороду. Изучалась зависимость сорбции от микроструктуры нанотрубок, от соотношения объема нанотрубок и «межнанотрубного» пространства. Авторы нового сообщения [2] добились
высокого содержания водорода (6.46 и 1.12 вес.%
водорода при 77 K и комнатной температуре, соответственно, при давлении до 10МПа), в упорядо-
5
ченных массивах многостенных нанотрубок с открытыми концами. Высокая степень упорядоченности формировалась выращиванием нанотрубок с
большим количеством субнанопор на подложках
из окисленного алюминия. Из процесса было исключено традиционное осаждение катализатора
при приготовлении подложки. Лист отожженного
алюминия с двух сторон электрохимически полировали и проводили двухступенчатый процесс
анодного окисления. Нанотрубки выращивали в
кварцевом реакторе при 900С в потоке Ar и этилена. Трубки формировались в порах анодизированной алюминиевой подложки. Реактор был затем
охлажден до комнатной температуры в потоке аргона. Отжиг на воздухе при 400°C (30 мин.) удалял
с поверхности нанотрубок аморфный углерод.
Подложку растворяли в концентрированной HF, а
трубки промывали деионизованной водой до pH =
7. В результате синтезированные нанотрубки были
прямыми с однородным диаметром 40нм, имели
оба открытых конца и большое количество субнанопор.
Как и ожидалось, много докладов было посвящено
углеродным наноструктурам. Среди них работы по
синтезу углеродных нанотрубок и нановолокон,
фуллеренов и их производных, наноалмазов, по
созданию нанокомпозитов с улучшенными механическими свойствами. Большой интерес вызвали
доклады о перспективах применения углеродных
наноматериалов в авиационном машиностроении.
Уже несколько лет ВИАМ совместно с институтами РАН и других ведомств ведет работы по изучению влияния «наноструктурной модификации» на
свойства углепластиков, клеев, лаков, алюминиевых сплавов. Модифицирование добавкой фуллеренов, нанотрубок, нановолокон привело к повышению в 1.5 раза прочности эпоксидных углепластиков, росту в 2-3 раза прочности и эластичности
латексных пленок, увеличению в 1.5-2 раза адгезионной прочности эпоксидных клеев. Небольшие
добавки фуллеренов (или более дешевого природного шунгита, содержащего фуллерены) значительно улучшают электро- и теплопроводящие
свойства углепластиков. На основе углеродных
наноматериалов разработаны углепластиковые покрытия, обеспечивающие сохранность несущего
материала внешнего контура самолета от разрядов
молнии. О некоторых перспективах применения
фуллеренов в биологии и медицине рассказала в
своем докладе М.Юровская (МГУ). Производные
фуллерена –«ловушки для радикалов», уже проявили способность служить антибактериальными,
антигрибковыми и анти-ВИЧ средствами, они могут использоваться для лечения нейродегенеративных заболеваний и для фотодинамической терапии
раковых опухолей in vivo.
О.Алексеева
ФИНАНСИРОВАНИЕ
В США нанотехнология находится
на хорошем содержании
Рис. 1. а) SEM изображение хорошо упорядоченных
матриц углеродных нанотрубок с открытыми концами,
выращенных с обеих сторон анодизированной алюминиевой подложки (после удаления аморфного углерода); b)
нанотрубки после удаления подложки; c) HRTEM изображение стенки нанорубки (кружками выделены субнанопоры на поверхности нанотрубки.
Appl.Phys.Lett., 2003, 83(16), p.3389
ВЕСТИ С КОНФЕРЕНЦИЙ
Новые формы углерода рождают новые
применения
15-17 октября 2003 г. в Москве прошла 2-ая Международная конференция «Углерод: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология». В конференции участвовало 240 человек.
6
В США разгораются страсти вокруг нанотехнологии:
 Сенат и Белый дом занялись законотворчеством с целью продвижения нанотехнологических разработок в электронику, энергетику и
медицину;
 федеральные агентства по науке и технике выявляют программы с нанотехнологическим
уклоном, достойные финансовой поддержки;
 промышленные и научные лаборатории прилагают все усилия, чтобы лабораторные изделия
стали товаром.
Под давлением нарастающей конкуренции со стороны Японии, вкладывающей в нанотехнологические R&D до 500 млн. долл. ежегодно, Конгресс
США дал добро на выделение 849 млн. долл. в
2003 ф.г. на аналогичные проекты. Узким местом в
продвижении нанотехнологии в коммерцию может
стать нежелание к сотрудничеству ряда федеральных ведомств. Например, не ясно, захочет ли Ми-
ПерсТ, 2003, том 10, выпуск 20
нистерство обороны (DoD) делится результатами
исследований, проплаченных бюджетными деньгами, с гражданскими промышленными фирмами.
В следующие 3 года нанотехнологический бюджет
ряда государственных ведомств будет непрерывно
расти (см. таблицу).
Проект финансирования нанотехнологии в США
на 2004-2006 г.г.
Агентства,
2004 ф.г. 2005 ф.г. 2006 ф.г.
Управления,
млн.
млн.
млн.
Министерства
долл.
долл.
долл.
Национальный
350
385
424
научный фонд (NSF)
Министерство энер197
217
239
гетики (DoE)
НАСА
31
34
37
Национальный ин62
68
75
ститут стандартов и
технологий (NIST)
Управление по
5
5.5
6
охране окружающей
среды (EPA)
Всего
645
709.5
781
Л.Журавлева
www.eetimes.com/story/OEG20030327S0033
НОВОСТИ ФИЗИКИ
В БАНКЕ ПРЕПРИНТОВ
Так ли удивительна
комнатнотемпературная
сверхпроводимость углеродных нанотрубок,
чтобы не верить в нее?
В последнее время неоднократно появлялись сообщения о признаках сверхпроводимости углеродных нанотрубок при комнатной температуре. Но –
лишь о признаках. Главных двух доказательств
сверхпроводимости того или иного соединения –
эффекта Мейснера и нулевого электросопротивления – для нанотрубок добыть со стопроцентной
уверенностью не удалось. Проанализировав имеющиеся в литературе данные, автор препринта
приводит более двадцати аргументов в пользу того,
что нанотрубки все же являются комнатнотемпературными сверхпроводниками. Причину отсутствия
“идеального” эффекта Мейснера он объясняет тем,
что диаметр отдельной нанотрубки намного меньше глубины проникновения магнитного поля, а
отсутствие строгого нуля сопротивления связывает
с эффектами квантового контактного сопротивления и квантового проскальзывания фазы. Но даже
если это все и так, то возникает вопрос: а нужны ли
нам такие “сверхпроводники”?
G.-M.Zhao, http://xxx.lanl.gov/abs/quant-ph/0307770
Contact: Guo-Meng Zhao <gzhao2@calstatela.edu>
ПерсТ, 2003, том 10, выпуск 20
MgCNi3: обычный, но загадочный
сверхпроводник
Недавно открытый сверхпроводник MgCNi3, хотя и
имеет низкую критическую температуру Tc < 8К,
но представляет собой не меньший интерес, чем,
скажем, MgB2 с Tc = 39К. Хотя многочисленные
экспериментальные данные по удельной теплоемкости, туннельной спектроскопии и ЯМР указывают на то, что в MgCNi3 имеет место обычная sволновая БКШ-сверхпроводимость, недавно было
высказано предположение, что этот сверхпроводник неустойчив относительно перехода в ферромагнитное состояние. Кроме того, исследования
эффекта Холла и термоЭДС показали, что носителями заряда в MgCNi3 являются электроны, а не
дырки, как предсказывают расчеты зонной структуры. Если температурные зависимости теплоемкости и Hc2 действительно могут быть очень хорошо объяснены в рамках общепринятой электронфононной схемы БКШ (с небольшими модификациями за счет магнитных взаимодействий), то,
например, рост Tc под давлением остается непонятным.
J.-Y. Lin and H. D. Yang,
http://xxx.lanl.gov/abs/quant-ph/0308198
Contact: Jiunn-Yuan Lin <ago@cc.nctu.edu.tw>
Квадратная вихревая решетка в Y-123
Методом малоуглового рассеяния нейтронов исследованы характеристики вихревой решетки в
ВТСП YBa2Cu3O7-x. Магнитное поле было направлено перпендикулярно слоям CuO2 и превышало
величины, достигнутые ранее в аналогичных экспериментах. Обнаружено, что увеличение H приводит к постепенному изменению структуры решетки магнитных вихрей от искаженной треугольной до практически идеальной квадратной. Этот
переход завершается при H = 11Тл. Ориентация
вихревой решетки согласуется с предсказаниями
теории для d-волновых сверхпроводников, но при
этом отличается от недавно наблюдавшейся в
La2-xSrxCuO4.
S.P. Brown et al.,
http://xxx.lanl.gov/abs/quant-ph/0308424
Contact: Stephen Brown <spb762@sun7.bham.ac.uk>
Сверхпроводящая щель и пиннинг в
разупорядоченных тонких пленках MgB2
Представлены результаты сравнительного исследования двух тонких пленок MgB2, выращенных
различными методами и имеющих различную концентрацию дефектов. На основании измерения
намагниченности найдены температурные и полевые зависимости критической плотности тока jc.
Структура сверхпроводящего параметра порядка
определена методом точечной контактной спектроскопии. Оказалось, что, хотя обе пленки имеют
одинаковую критическую температуру Tc = 39К, их
Hc2
при
T = 20K различается более чем в два раза (5.2Тл и
7
2.5Тл). Расчет скорости релаксации носителей заряда, выполненный путем сравнения экспериментальной кривой (T) при T > Tc с двухзонной моделью, показал, что в пленках с более высокой Hc2
имеет место более сильное рассеяние носителей в
-зоне (при этом в них меньше величина сверхпроводящей щели в -зоне). Так как транспортные характеристики -зоны определяются преимущественно концентрацией дефектов в слоях атомов
бора, то полученные результаты говорят о том, что
разупорядочение этих слоев ведет к усилению
пиннинга магнитных вихрей и соответствующему
росту Hc2.
Y.Bugoslavsky et al.,
http://xxx.lanl.gov/abs/cond-mat/0309589
Contact: Yura Bugoslavsky
<y.bugoslav@imperial.ac.uk>
КОНФЕРЕНЦИИ
26-30 января 2004 г. Москва. Научная сессия
МИФИ-2004. К 100-летию П.А.Черенкова.
Тематические направления
 Автоматика и электроника
 Информатика
 Физика твердого тела, лазеры и плазма
 Геофизика, экология и медицинская физика
 Инновационные проекты
 Экономика, управление и образование
 Фундаментальные свойства материи
 Техническая физика и энергетика
Научные сессии открыты для участия отечественных и зарубежных специалистов
Контакт:
E-mail: conf@poisk.mephi.ru
Web: http://www.mephi.ru/ns2004
7-13 June 2004. St.-Petersburg, Russia. Eighth International Workshop on New Approaches to High-Tech:
Nondestructive Testing and Computer Simulations in
Science and Engineering - NDTCS-2004.
Workshop NDTCS-2004 will focus on the quest for
improved technology, specifically, progress in nondestructive testing and computer simulations. The contributions to the seventh Workshop program will be organized into six oral/poster sessions:
1. Electron Spectroscopy: Spin-polarized Electrons
2. Electronic Structure and Properties of Atomic Systems
3. Molecular Dynamics: Nanobiology and Nanophysics
4. Beams, Laser, Optical, and X-Ray Nanotechnologies
5. Computational and Continuum Mechanics. Defects and Mechanical Properties of Solids
6. Computer Technologies and Visualization
Contact:
Prof. Alexander Melker (general information)
Dr. Tatiana Vorobyeva (visa and accommodation)
Tel. 007-812- 552 76 60,
Fax 007-812- 247 20 88,
E-mail: NDTCS@spes.stu.neva.ru
Web: http://www.spbstu.ru/conference/ndtcs.html
Экспресс-бюллетень “ПерсТ” выходит при поддержке
Министерства промышленности, науки и технологий РФ,
Научных Советов Российских научно-технических программ:
“Актуальные направления в физике конденсированных сред”,
“Перспективные технологии и устройства микро- и наноэлектроники”, “Физика твердотельных наноструктур”
Редактор: С.Корецкая тел: (095) 930 33 89, e-mail: perst@isssph.kiae.ru
В подготовке выпуска принимали участие:
О.Алексеева, В.Вьюрков, А.Елецкий, Л.Журавлева, Ю.Метлин, Л.Опенов, А.Синицкий
Компьютерный ввод, макет: О.Хлыстунова
Тираж: Ю.Мухин
Адрес редакции: 119296 Москва, Ленинский проспект, 64А
8
ПерсТ, 2003, том 10, выпуск 20