Информационный бюллетень наноструктуры сверхпроводники фуллерены
advertisement
Информационный бюллетень наноструктуры сверхпроводники фуллерены http://perst.isssph.kiae.ru Том 6, выпуск 19 В этом выпуске: 15 октября 1999г. ПРОРЫВ Есть ли в России современный источник синхротронного излучения? 1 октября с.г. при участии нашего нового премьера В.В. Путина (что уже обнадеживает) состоялось открытие Курчатовского центра синхротронных исследований. Это актуальное для России событие вызвало немалый интерес. А путь к нему был долгий и трудный. И далее ... 2 СВЕРХПРОВОДНИКИ 2 Сверхпроводимость в ИНХ СО РАН НАНОЭЛЕКТРОНИКА 5 Настройка SET в процессе изго- товления Площадка для сборки атомной электроники Электромиграция как способ формирования наноконтактов Идея Рашбы в новом наноприборе Известно, что в мире уже действуют десятки источников синхротронного излучения и продолжают строиться новые. Чем вызвано это оживление? Ф.IBM заявила в конце 1998 года об изготовлении на своем синхротронном источнике нескольких партий самых мощных современных микропроцессоров серии Power 604e и устройств памяти емкостью 1Гбит, ДЗУПВ и СЗУПВ. Без преувеличения можно сказать, что этот момент становится началом промышленного использования синхротронных источников. Современный источник синхротронного излучения (т.н. источники III и IV поколений) можно сравнить с гигантским предприятием, которое одновременно обслуживает фундаментальные и прикладные исследования, разработки и производство. Более того, источник это целая клиническая лаборатория. Источник универсален не только из-за возможности осуществлять полный цикл от фундаментального исследования до полномасштабного производства, но из-за многообразия проводимых на нем исследований. Это физика, химия, материаловедение, биология, медицина, микроэлектроника, системы волоконооптической связи и далее, далее, далее. Удивительно и то, что проводимые на нем исследования находятся на самом острие соответствующих проблем. Если физика - то это разгадка механизма высокотемпературной сверхпроводимости, если химия - то микрофлюидика, способная в корне изменить прецизионную аналитику и производство сверхчистых материалов, если медицина - то диагноз сосудистых и сверхраннее обнаружение раковых заболеваний, если микроэлектроника - то надежный путь к наноэлектронике, если материаловедение - то получение сверхпрочных покрытий и наноструктурные материалы и т.д. Современный источник синхротронного излучения - это самый универсальный путь к высоким технологиям XXI века. Если Интернет - это WWW (World wide web - всемирная паутина в области обмена информацией), то синхротрон – это, скажем, W'W'W' - всемирная паутина, натянутая над самыми высокими технологиями. Даже сама возможность посадить вместе за круглый стол (имеется в виду многосотметровое накопительное кольцо синхротрона) представителей множества областей знаний может привести к неожиданным новым открытиям на стыке наук. МИКРОТЕХНОЛОГИИ 5 Вопреки прогнозам шарик пока не улетел КВАНТОВЫЕ СИСТЕМЫ 6 Квантовый компьютер – неограниченный простор для мыслящих 7 Нейроны и квантовые измерения ФУЛЛЕРЕНЫ И НАНОТРУБКИ 7 Автоэмиттеры на углеродных нанотрубках СЮРПРИЗЫ Âèçóàëèçàöèÿ ýëåêòðîííûõ îðáèò 8 9 Кремний может обострить конкуренцию в мире кластеров ФИНАНСИРОВАНИЕ 10 УЛЬТРАПрограмма DARPA 232 млн. долл. в текущем году на НАНОисследования (США) ПИСЬМО В РЕДАКЦИЮ ЭЛЕКТРОННЫЕ ПУБЛИКАЦИИ КОНФЕРЕНЦИИ НОВОСТИ ФИЗИКИ В БАНКЕ ПРЕПРИНТОВ Да, весь развитой мир строит или модернизирует до уровня источников III поколения свои национальные источники. Да, это строительство - очень дорогая вещь (от 100 до 500млн. долл.). Да, даже разделенные только 34км Ла Манша (расстояние меньшее, чем от Москвы до Зеленограда) Франция и Англия не могут договориться о совместном строительстве, а каждая страна признает за учеными право иметь свой национальный источник для становления своей национальной высокой технологии. И в этом не только патриотизм. В этом - опора нации на будущий коммерческий рынок. Проскользнувший в печати элемент альтруизма Европа предлагает свою помощь в строительстве синхротрона на Ближнем Востоке на стыке трех религий (иудаизма, мусульманства и христианства) имеет в своей основе прагматичную цель - примирить их, хотя бы на основе совместных перспективных исследований. А как обстоят дела в России? Мы с великоросской гордостью можем вспомнить, что сама идея синхротронного излучения принадлежит нашим теоретикам Ä.Ä.Èâàíåíêî, È.ß.Ïîìåðàí÷óêó è À.À.Ñîêîëîâó, à â îñíîâå êîíñòðóêöèè èìåííî ñîâðåìåííûõ èñòî÷íèêîâ III è IV ïîêîëåíèé ëåæèò èäåÿ Âèòàëèÿ Ëàçàðåâè÷à Ãèíçáóðãà î âîçìîæíîñòè ñïîíòàííîãî èçëó÷åíèÿ ïðè äâèæåíèè ðåëÿòèâèñòñêèõ ýëåêòðîíîâ â ïåðèîäè÷åñêîì âíåøíåì ïîëå. Ýòà èäåÿ ïðåîáðàçîâàëàñü â îíäóëÿòîðû è âèããëåðû, ñóùåñòâåííûå âñòàâíûå óñòðîéñòâà ñîâðåìåííûõ èñòî÷íèêîâ. Äà, â Ðîññèè åùå â 1979 ãîäó íîâîñèáèðñêèìè (ÈßÔ ÑÎ ÐÀÍ) ó÷åíûìè (ñðåäè äðóãèõ Ã.Í. Êóëèïàíîâûì, Â.Í. Êîð÷óãàíîâûì) âî ãëàâå ñ àêàä. À.Í.Ñêðèíñêèì áûëè ðàçðàáîòàíû äâà ïðîåêòà ñèíõðîòðîííûõ èñòî÷íèêîâ III поколения для Зеленоградского центра и Курчатовского института. Строительство началось. Но события, связанные, в частности, с распадом СССР, приостановили (и надолго) это строительство. Понимая лавиной нарастающее без синхротрона отставание России сразу во многих областях исследований, по инициативе академиков А.Ф.Андреева и Ю.А.Осипьяна при живейшем участии д.ф-м.н М.В.Ковальчука Министерство науки открыло Федеральную подпрограмму "Синхротронное излучение. Лучевые применения". С открытием подпрограммы были активизированы работы как по строительству обоих специализированных синхротронов и по разработке соответствующего оборудования для оснащения каналов синхротрона, так и по разработке исследовательских методик, использующих синхротронное излучение, и по подготовке научных и технических кадров. Далее Миннауки (министр акад. М.П.Кирпич-ников) совместно с руководством РНЦ "Курчатовский институт" (акад. Е.П.Велихов и член-корр.РАН А.Ю.Румянцев) заключили со- 2 том 6, выпуск 19 глашение "О подготовке Курчатовского источника синхротронного излучения (КИСИ) к регулярной работе и началу экспериментов", позволившее сосредоточить усилия и максимально возможные финансовые средства на Курчатовском кольце. Первые напуски электронного пучка в КИСИ, проведенные летом этого года, оказались устойчивы и внушают обоснованные надежды, что еще в этом году КИСИ начнет дышать. Большой накопитель КИСИ будет выведен на проектные параметры (накопленный ток 100мА и энергия 2.5ГэВ), будут запущены 4 канала вывода СИ и 5 экспериментальных станций в зале вокруг большого накопителя, а также 3 канала вывода СИ и 3 экспериментальные станции в малом накопителе. Руководство РНЦ КИ при поддержке Миннауки приняло еще одно важное для будущего КИСИ решение, организовав на базе КИСИ Институт синхротронных исследований (ИСИ). Его директором назначен д.ф.-м.н. М.В.Ковальчук, проявивший недюжинные организаторские способности и взрывную энергию при формировании и реализации Программы "Синхротронное излучение". Фактически этот институт будет носить "виртуальный" характер. Его основная задача - объединить вокруг источника российских ученых из различных организаций и координировать их работу. ИСИ должно стать поначалу для российских ученых, связанных синхротронным излучением, чем-то вроде ЦЕРН'а для ученых мира в области физики высоких энергий. Министерство науки предприняло решительные действия. Дело за учеными. Зная способность российских ученых максимально концентрировать силы в трудных условиях, можно ответить на поставленный в заглавии публикации вопрос – источник будет! В.В.Румянцев, начальник Управления поисковых исследований Миннауки СВЕРХПРОВОДНИКИ Сверхпроводимость в ИНХ СО РАН В последние годы в Институте неорганической химии СО РАН (Новосибирск) получены нетривиальные результаты при изучении сильно коррелированных электронных систем, в частности систем, обладающих высокотемпературной сверхпроводимостью. Речь пойдет об исследованиях, выполненных в отделе физики низких температур. Отдел организовал в 1959 году член-корр. АН СССР Петр Георгиевич Стрелков, в свое время бывший одним из первых сотрудников Института физических проблем у П.Л.Капицы. Петру Георгиевичу 16 октября с.г. исполнилось бы 100 лет, что, безусловно, отметят сегодняшние сотрудники его отдела. В лучшие времена в отделе работало свыше ста сотрудников, теперь же в трех лабораториях отдела ПерсТ, 1999, трудится 45 человек. На базе отдела с 1970 года работает кафедра физики низких температур Новосибирского университета (заведует ею автор этих строк). Наиболее интересные теоретические работы выполнены А.Ремовой и Н.Немовым в соавторстве с В.Белослудовым, руководителем нашей теорлаборатории. Лабораторию ранее возглавлял лауреат премии им.Л.Д.Ландау профессор А.З.Паташин-ский (ныне трудится в США). Так, в работе А.А.Ремовой [1] изучен один из аспектов электрон-фононного взаимодействия в соединениях фуллеритов, допированных атомами щелочных металлов. Механизм электронного спаривания в ВТСП может быть обусловлен особенностями высокочастотных фононных мод, поэтому в этих соединениях изучается динамический эффект Яна-Теллера, характерный для высокосимметричной молекулы C60. Ремова предложила способ описания динамического эффекта Яна-Теллера свободно вращающейся молекулы C60 с учетом взаимодействия электрона, как с колебательными, так и с вращательными степенями свободы. В результате расчетов получены три ветви спектра колебаний, обусловленные электронно-вращательными переходами. Однако, состояние молекулы с пониженной из-за эффекта Яна-Теллера симметрией, оказывается неустойчивым из-за ее вращения, и восстанавливается симметрия основного состояния C60, усредненная по времени. В одной из последних работ Н.А.Немова и В.Р.Белослудова [2] на примере лантановых купратов изучалась возможность описания фазового расслоения в рамках модели Изинга со случайным обменным взаимодействием атомов Cu в купратном слое, которое зависит от зарядового состояния атомов кислорода. Авторы дополнительно учитывали эффективное взаимодействие этих атомов кислорода в слое между собой и выгодность реализации конкретного зарядового состояния. Они построили фазовую диаграмму температура – концентрация дырок, которая обнаруживает область фазового расслоения и обладает критической точкой. Эта работа вносит определенный вклад в общую копилку представлений о неоднородном распределении зарядовой и спиновой плотности в купратах. Экспериментальными исследованиями заняты сотрудники двух других лабораторий отдела (физики низких температур и термодинамических исследований). Характерной чертой всех работ может быть названа высокая метрологическая культура, воспитанная Петром Георгиевичем Стрелковым. В первую очередь это касается термометрии. Лаборатории располагают различными установками вакуумной адиабатической калориметрии, спек- ПерсТ, 1999, том 6, выпуск 19 3 трометрами ЯМР. Измерения в сильных магнитных полях проводятся с использованием сверхпроводящего магнита фирмы “Oxford Instruments” (15.5 – 17Тл). Межлабораторной группой под руководством д.ф.-м.н. Евгения Борисовича Амитина (нас 8 человек – представители разных поколений, включая аспирантов и студентов) исследованы особенности взаимодействия зарядовой и спиновой подсистем в кристаллах купратных ВТСП и роль этого взаимодействия в возникновении высокотемпературной сверхпроводимости. Известно, что в области недодопированных состояний эффекты сильной корреляции в электронной системе CuO2-слоя проявляются максимально, что определяется наличием псевдощели в спектре носителей тока и связанной с ней "спиновой щели" в спектре спиновых возбуждений купратного слоя. Переход в псевдощелевую фазу сопровождается изменением поведения различных свойств, которые, так или иначе, связаны со спектрами электронной и спиновой систем купратного слоя. Успех экспериментальных исследований в первую очередь определился высоким качеством используемых образцов. Сотрудница ИНХ Людмила Павловна Козеева овладела методикой выращивания более или менее совершенных монокристаллов купратных ВТСП, а член нашей группы Маргарита Юрьевна Каменева применила весь накопленный ею ранее опыт структурных исследований этих кристаллов. Были выполнены измерения электросопротивления в широкой области уровней допирования и температур кристаллов TmBa2Cu3OX как в ab-плоскости, так и вдоль оси с [3-5]. Предварительно изучены условия роста и реальная структура монокристаллов RBCO-систем (R - редкоземельный элемент) и, в конечном счете, оптимизированы условия роста монокристаллов системы TmBCO. Попутно было доказано существование сверхструктур и изучена их эволюция в недодопированном состоянии (электронная микродифракция на керамических образцах системы TmBa2Cu3OX). В процессе синтеза и выращивания кристаллов TmBCO была обнаружена новая, неизвестная ранее, закономерность дендритного роста. Обнаружены такие дендритные формы, открытые ветви которых росли по нормальному механизму вдоль направлений <100> или <010> и являются совершенными кристаллами. При этом ось b совпадает с осью удлинения. Эти вискероподобные кристаллы представляют чрезвычайный интерес для изучения анизотропии электросопротивления, поскольку обладают подходящим габитусом и не содержат дефектов типа винтовых дислокаций, свойственных пластинчатым кристаллам [6]. В недодопированной фазе изучены Х-Т зависимости производной электросопротивления в ab-плоскости монокристаллов TmBa2Cu3OX в нормальном состоянии. Было найдено, что температурные зависимости dR/dT, полученные при различных кислородных индексах в интервале 6.35 6.71, обладают свойством масштабирования, т.е. все полученные данные описываются универсальной функцией F[T/T*(X)] одного безразмерного аргумента T/T*(X). Это означает, что единый физический механизм с единственным энергетическим масштабом доминирует в исследованной области фазовой диаграммы. Интерпретация полученных фактов дана в предположении, что этим единым физическим механизмом является трансформация электронного и спинового спектра, связанная с открыванием псевдощели при температурах, близких к T*. Этот механизм управляет как числом носителей тока, так и (через сильную электрон-спиновую связь) интенсивностью одноэлектронного спинового рассеяния. В недодопированной фазе также изучены межплоскостное сопротивление Rc и отношение Rc/Rab на монокристаллах TmBa2Cu3OX с различными кислородными индексами X и разной степенью упорядоченности цепочечного кислорода. Экспериментальные температурные зависимости, полученные в интервале 80 - 280К, были проанализированы на предмет применимости модели резонансного туннелирования. Проведенный анализ показал, что экспери-ментальные данные для значения х=6.71 в интервале температур 120 - 280К статистически адекватно описываются в рамках модели, согласно которой с-проводимость является суммой резонансной и нерезонансной туннельной проводимости. Резюмируя сказанное, можно сделать вывод о возможном существенном вкладе обычного, нерезонансного туннелирования в электронный транспорт вдоль оси c [3, 4]. Коренное изменение свойств соединений RBa2Cu3Ox от нормального антиферромагнитного металла до сверхпроводника в узком диапазоне кислородных индексов 6.35< x < 6.4 до сих пор остается одной из наиболее интригующих особенностей слабодопированных купратных систем. Из нейтронографии известно, что в антиферромагнитной фазе YBa2Cu3Ox имеет коллинеарную спиновую структуру, с направлением спинов параллельным осям [100] или [010]. Эквивалентность этих направлений в тетрагональной фазе приводит к разбиению объема образца на 90-градусные антиферромагнитные домены. Магнитное поле, лежащее в плоскости ab, стремится переориентировать спиновые оси различных доменов в положение, перпендикулярное полю. Этот результат 4 том 6, выпуск 19 находится в согласии с теоретическим анализом, предсказывающим переход магнитной структуры YBCO в спин-флоп фазу, если поле выше определенного значения приложено вдоль направлений спинов. Для обычных антиферромагнитных металлов известно, что перестройка АДС заметным образом проявляется в транспортных свойствах и, в частности, в магнетосопротивлении (МС). Этой же группой было изучено магнетосопротивление слабодопированных монокристаллов системы TmBa2Cu3Ox в интервале температур 4.2 - 300К и магнитных полей до 12Тл. Для антиферромагнитного образца (х=6.3) в случае, когда ток и поле лежат в плоскости ab, магнетосопротивление есть сумма анизотропной и фоновой компонент. Наличие анизотропной компоненты связывается с перестройкой антиферромагнитной доменной структуры в магнитном поле [7]. Изучены температурные зависимости электро-сопротивления монокристаллов висмутовой системы типов 2201, 2212 и 2223 при медленном нагревании до 600К на воздухе. На всех образцах обнаружен максимум сопротивления выше 400К. Точка перехода Tc при охлаждении от температуры максимума сопротивления растет для образцов 2201 и 2212 и не изменяется в случае оптимального допирования (2223). Нагрев образцов выше 600К приводит к восстановлению исходных свойств кристаллов [8]. Исследовано влияние постоянных и переменных магнитных полей при различных температурах на захваченный поток в сверхпроводящих кольцах, характеризующихся хаотической джозефсоновской сетью. Обнаружено логарифмическое поведение скорости релаксации потока по полю и температуре, определен барьер активации крипа потока. Выполнен теоретический анализ полученных результатов [9]. В физике сильно коррелированных электронных систем определенное место занимает проблема возникновения неоднородного распределения спиновой и зарядовой плотности. Значительное количество публикаций посвящено окислам ванадия, допированным щелочными металлами. Однако, как показали наши исследования, подобного рода явления возникают и в отсутствие допирующих присадок. Методом магнитного резонанса на ядрах 51V определены константы магнитного экранирования и квадрупольного взаимодействия ядер 51V в низкотемпературной (непроводящей) фазе диоксида ванадия. Показано, что переход металл-диэлектрик в VO2 сопровождается изменением знака констант магнитного экранирования и электронным переходом 2V4+V3++V5+, сопровождаемым зарядовым упорядочением в катионной подрешетке [10]. Эта работа была выполнена под ПерсТ, 1999, руководством профессора Святослава Петровича Габуды. 1. A.A.Remova, Nonlinear splitting of intramolecular phonon frequencies in C60 Jahn-Teller system, Phys. Rev. B (принято к опубликованию) 2. N.A.Nemov, V.R.Belosludov, Phase diagram and phase separation of cuprate oxides in decorated Ising model, Physica C, 1998, 308, р.55 3. Е.Б.Амитин, В.Я.Диковский, А.Н.Лавров, А.П.Шел-ковников, Письма в ЖЭТФ, 1997, 66, с.699 4. 4.E.B.Amitin, V.Ya.Dikovsky, A.N.Lavrov, A.P.Shelkov-nikov, Physica B, 1999, 259-261, р.526 5. В.Я.Диковский, А.Н.Лавров, Л.П.Козеева, Э.В.Мати-зен, А.П.Шелковников, Письма в ЖЭТФ, 1996, 64, с.772 6. Л.П.Козеева, М.Ю.Каменева, А.Н.Лавров, Э.В.Со-кол, Неорганические материалы, 1998, 34, с.1255 7. Е.Б.Амитин, А.Г.Байкалов, А.Г.Блинов и др. Письма в ЖЭТФ, 1999, 70(5), с.350 8. A.I.Romanenko, L.P.Kozeeva, Cheng Dong et al., Physica C (in press). 9. E.V.Matizen, P.P.Bezverkhy, V.G.Martynetz, S.M.Ishi-kaev, Phys. Rev. B, 1999, 59, р.9649 10. L.A.Boyarsky, S.P.Gabuda, S.G.Kozlova, Physica B (to be published). Л.Боярский, ИНХ СО РАН, Новосибирск НАНОЭЛЕКТРОНИКА Настройка SET в процессе изготовления Пока не преодоленным недостатком одноэлектронного транзистора (SET), как, впрочем, и всех наноприборов, является невоспроизводимость характеристик. В SET’е это особенно ярко проявляется из-за наличия туннельных контактов. Поэтому в большой интегральной схеме каждый транзистор надо подстраивать. Ранее были предложены электротехнические способы подстройки. Группа исследователей из Lund University (Швеция) предлагает производить механическую настройку в процессе изготовления. Транзистор формируется на микронном слое SiO2 на кремниевой подложке с помощью электронно-лучевой литографии и “взрыва”. На первом этапе вначале наносится 5нм слой титана для лучшей адгезии последующего 30нм слоя золота. Транзистор представляет собой три полоски - исток, сток и затвор, между которыми находится центральный островок диаметром 50нм. На втором этапе аналогичным образом формируются золотые диски диаметром 30-100нм вблизи туннельных контактов с центральным островком. При этом титановая подстилка не делается, в результате из-за слабой адгезии эти диски могут перемещаться по свободной поверхности SiO2 с помощью иглы туннельного микроскопа. Такое перемещение регулирует как сопротивление туннельных контактов, так и их емкость. О правильности настройки можно судить по снимаемой при этом ВАХ транзистора. Appl.Phys.Lett., 1999, 75, p.1461 ПерсТ, 1999, том 6, выпуск 19 5 Площадка для сборки атомной электроники Специалисты NASA изучили возможности сборки атомных интегральных схем на поверхностях традиционных материалов микроэлектроники Si, Ge и GaAs. Какие вообще требования предъявляются к таким поверхностям? Они должны хорошо удерживать атомы и, в то же время, не искажать значительно их природу. Ван-дер-ваальсовы силы слишком слабы для удержания, поэтому адатомы должны вступать в некоторую химическую связь с поверхностью, но при этом волновые функции электронов не должны глубоко проникать под поверхность, т.е. должны изолироваться ею. Идеальным является случай, когда адатомы и атомы подложки имеют одинаковую химическую природу. Пока только промоделирована электронная структура различных атомов, размещенных на поверхности. Кремний опять-таки продемонстрировал хорошую перспективу на будущее. Phys.Rev. B, 1999, 59, p.15 430 Электромиграция как способ формирования наноконтактов Простой воспроизводимый метод изготовления металлических контактов с нанометровым зазором предложили ученые из Lawrence Berkley National Laboratory (США). Вначале с помощью электронно-лучевой литографии формировалась золотая проволока на поверхности SiO2. Затем с помощью теневого испарения она утончалась в некотором месте. Пропускание сильного тока вызывало разрыв проволоки в узком месте вследствие процесса электромиграции атомов золота с образованием зазора шириной около 1нм. Главным достижением, как считают авторы, является высокая воспроизводимость. Контакты атомных размеров прекрасно подходят для изучения процессов электронного транспорта в молекулах и нанокристаллах, что и было осуществлено на примере нанокристаллов CdSe. Appl.Phys.Lett., 1999, 75, p.301 Идея Рашбы в новом наноприборе Японские ученые из NTT Basic Research Laboratories предложили новый наноэлектронный прибор, работающий на эффекте, предсказанном в 1960 году российским теоретиком Э.И.Рашбой. Набег фазы спиновых волн, распространяющихся по часовой стрелке в кольце интерферометра Ааронова-Бома, из-за спин-орбитального взаимодействия отличается от набега фазы при распространении в направлении против часовой стрелки. В результате интерференции этих волн возможна значительная модуляция тока. Величина спин-орбитального взаимодействия регулируется напряжением на электроде затвора, накрывающем кольцо. Достоинством нового прибора является отсутствие внешнего магнитного поля и ферромагнитных контактов. Appl.Phys.Lett., 1999, 75, p.695 МИКРОТЕХНОЛОГИИ Вопреки прогнозам шарик пока не улетел Сферическая технология ф. Ball Semiconductor (см. ПерсТ, выпуски 8 и 10 с.г.) отпугнула своим радикальным характером многих инвесторов, на которых рассчитывала фирма. В начале фирме удалось собрать около 70 млн. долл. главным образом за счет японских инвесторов. Но на завершение разработок и запуск опытной линии по производству сферических изделий в следующем 2000-м году (как планировалось) фирме хотелось бы иметь еще 100 млн. долл., которых нет. Никто больше не рискует! Но это не падение фирмы и не конец ее истории. Сейчас руководители фирмы обдумывают очередной план, как получить стартовую прибыль сначала на изготовлении акселерометров и гироскопов, затем на производстве ВЧ идентификационных приборов – тегов. Эта новая стратегия означает, что фирма приступит к производству своих сферических приборов на 1-2 года позже, чем планировалось. В то же время специалисты фирмы трудятся над разработкой новых идей, которые уменьшили бы производственные затраты, но увеличили бы производительность, чтобы начать производство без 100 млн. долл. Первую прибыль, по мнению владельцев фирмы, должно дать производство трехмерных акселерометров и микрогироскопов на кремниевых шариках диаметром 1мм. Основным элементом этих приборов является датчик столкновения (crash detector), представляющий собой шарик в шарике. Для этого в шарике методом газового травления формируется внутренний шарик. В процессе травления газ подается в крошечные отверстия на внешнем шарике и внутри этих отверстий в латеральном направлении идет травление кремния, в результате чего формируется зазор в 1-2мкм между внешней оболочкой и внутренним шариком. Внутренний шарик под действием электростатических сил должен находиться в подвешенном состоянии. “Используя нашу уникальную трехмерную литографию и нашу собственную конструкторскую программу ABLE, мы ставим на внешнюю оболочку 6 электродов”, - объясняет H.Nakano, исполнительный вице-президент фирмы. Если такой датчик столкновения поставить в автомобиль, то при резком толчке автомобиля внутренний шарик придет в движение, замкнет электрическую цепь и сработает воздушная подушка безопасности. Такие незамысловатые детекторы можно использовать в гироскопах самолетов, кораблях и даже в игрушечных роботах. По крайней мере, ф. Ball должна продемонстрировать в этом месяце опытный образец робота, над которым она работает вместе с японским партнером. 6 том 6, выпуск 19 Вместе с ф. Hitachi Maxell ф. Ball разрабатывает высокочастотные теги. Для этого предпринимаются попытки разместить на шарике по меньшей мере ПЗУ с электрическим стиранием (512 EEPROM), логическую схему из 1000-1500 вентилей и ВЧ аналоговые схемы. В медицине задача таких тегов состоит в том, чтобы, попав внутрь организма (пациент без проблем заглатывает 1мм шарик), отслеживать и измерять температуру тела. Hitachi Maxell получила доступ к технологии ВЧ идентификационных приборов через перекрестно-лицензионное соглашение c Royal Philips Electronics N.V. (Нидерланды). Первые образцы сферических ВЧ тегов планируется изготовить в марте 2000г. Еще один совместный научно-исследовательский проект ф. Ball и Tokyo University посвящен использованию сферических ИС в обработке изображения. Предполагается, что матрица сферических приборов может обрабатывать изображение в суперпараллельном режиме. http://surepsite.net/sbnn2/onlinemag/0899ball1.htm от 24.08.99 КВАНТОВЫЕ СИСТЕМЫ Квантовый компьютер – неограниченный простор для мыслящих 28 сентября с.г. в конференц-зале Физико-технологического института состоялось очередное заседание семинара по квантовым вычислениям под председательством акад. К.А.Валиева. А.А.Кокин (ФТИАН, Москва) сделал обзор публикаций, посвященных развитию идеи ансамблевых квантовых компьютеров, в которых множество отдельных компьютеров работают параллельно. Одним из главных преимуществ таких компьютеров является то, что результат вычислений легче считать, чем с отдельных кубитов, из-за сложения сигналов. Фактически, это почти единственное, что реализовано в настоящее время на экспериментах, в которых молекулы, помещенные в жидкость, являлись отдельными квантовыми компьютерами. Кубитами были спины различных ядер, отличающихся либо положением в таблице Менделеева, либо положением в молекуле. Это обеспечивало различие частот ЯМР, и, следовательно, адресацию воздействия на определенный кубит. Наличие жидкости принципиально, поскольку броуновское движение молекул в ней приводит к усреднению “в ноль” нежелательных диполь-дипольных взаимодействий магнитных моментов отдельных молекул. Но жидкость нельзя значительно охладить, а тогда получается, что величина отношения h/kT при комнатной температуре Т и разумных магнитных полях ( - частота ЯМР) не превышает 10-5. Таким образом, вычисления и считывание результата приходилось вести в тяжелейших условиях на фоне ПерсТ, 1999, огромного температурного разброса. Теоретические оценки показывают, что при количестве кубитов больше 20, такой компьютер вообще перестает работать. Остаются твердотельные реализации квантовых компьютеров. Поскольку участники семинара уже со многими из них знакомы, докладчик остановился на квантовых компьютерах типа клеточных автоматов (cellula automata): Lloyd, Science,1993; S.Benjamin, quant-ph/9909007; H.Wei et al., http://xxx.lanl.gov/abs/quant-ph/9805059. Такие компьютеры представляют собой цепочки или двумерные структуры взаимодействующих кубитов, например, А В А В А, причем, энергия переворота (swap) состояния > |> зависит как от типа кубита (А или В), так и от типа и состояния окружающих кубитов. Внешними воздействиями (например, сигналами на частотах ЯМР) можно заводить информацию в такую структуру и обрабатывать ее. Совершенно не проясненным остается вопрос исправления ошибок в таких компьютерах, как, впрочем, и во всех конкретных реализациях квантовых компьютеров, предложенных в последнее время. Здесь имеется простор для теоретиков. В области ансамблевых компьютеров привлекательным выглядит предложение А.А.Кокина и К.А.Валиева (http://xxx.lanl.gov/abs/quant-ph/9909008), обобщающее идею Kane’а. Согласно этому предложению, под затворами может находиться много атомов фосфора, а сами затворы и расстояние между ними могут быть относительно большими, что облегчает изготовление такого компьютера. Во втором докладе Леонид Федичкин рассказал о последних работах Г.П.Бермана, бывшего сотрудника ИРЭ РАН, а ныне Los-Alamos National Laboratory (http://xxx.lanl.gov/abs/quant-ph/9904105, http://xxx.lanl.gov/abs/quant-ph/9909027). Он обратил внимание на то, что при адресации воздействия на конкретный кубит соседние кубиты тоже подвергаются воздействию, хотя нерезонансному. Были проведены аналитические расчеты, а также промоделирован случай всего 4 кубитов. При этом удалось показать, что соответствующим выбором резонансных частот отдельных кубитов можно действительно уменьшить нежелательное нерезонансное воздействие, но все-таки не устранить его полностью. Как бороться с этим явлением при большом количестве кубитов в квантовом компьютере пока совершенно не ясно. Опять – неограниченный простор для мыслящих. Нейроны и квантовые измерения На предыдущем семинаре у К.А.Валиева 5 сентября с.г. О.А.Хрусталев просветил собравшихся в области мыслительной и нервной деятельности мозга. В литературе проскакивают идеи о том, что мозговая деятельность напоминает квантовый ПерсТ, 1999, том 6, выпуск 19 7 компьютер. На “подозрении” находятся синапсы, которые открывают и перекрывают нервные волокна за счет, как полагают, туннельных переходов ионов Ca++. Кроме того, т.н. микротубулы, которые входят в состав почти всех клеток, своим строением и поведением весьма напоминают клеточные автоматы. Доклад сотрудников ИФТТ РАН (Черноголовка) С.Молоткова и С.Назина был посвящен квантовым измерениям вообще и, в частности, тому, как можно измерить состояние спина отдельного электрона (не только чистое, но и смешанное). Для этого привлекается вспомогательная квантовая система (ancilla), которая приводится на некоторое время во взаимодействие с электроном и над которой затем и производится измерение. В качестве ancilla предлагается структура, напоминающая спиновый транзистор: три туннельно связанные квантовые точки, поляризованные электроны поступают в крайнюю квантовую точку из ферромагнитного контакта с определенным направлением магнитного момента. Провзаимодействовав с тестовым электроном, находясь при этом в центральной квантовой точке, они проходят через третью точку в другой ферромагнитный контакт. Изменяя поляризацию контактов и проводя многократное измерение тока через структуру, можно определить спиновое состояние электрона. Пока участникам семинара не удалось разобраться в том, что предложенный способ измерения, который, в принципе, дает сколь угодно точную информацию о квантовой системе, не противоречит теореме о невозможности ее клонирования. Следующий семинар по квантовому компьютингу состоится 19 октября с.г. Его тематику можно узнать у Леонида Федичкина leonid@ivvs.mail.ru ФУЛЛЕРЕНЫ И НАНОТРУБКИ Автоэмиттеры на углеродных нанотрубках Идея получения тока автоэлектронной эмиссии из нанотрубных углеродных структур впервые была высказана российскими учеными Л.А.Чернозатон-ским, Ю.В.Гуляевым и З.Я.Козаковской. Ими же впервые в 1993г. была обнаружена автоэмиссия с созданных нанотрубных углеродных пленок. Сама природа подарила углеродным нанотрубкам идеальную геометрию для эмиттеров - атомарные размеры заостренных участков эмиттирующей поверхности, обеспечивающие создание высоких электрических полей. К тому же они, как и графит, обладают высокой устойчивостью к агрессивным средам, высокой механической прочностью, приближающейся к алмазу, и, имея высокую температуру плавления, свойственную углеродному материалу, могут работать в условиях технического вакуума. С помощью сканирующего туннельного микроскопа было установлено, что расстояние между остриями нанотрубок в пленке в среднем не превышает 10Å, а потому плотность упаковки автоэмиссионных центров может достигать 1012-1014 см-2. При помещении пленок в сильное электростатическое поле эти наноострия становятся эмиссионными центрами. Плотность эмиссионного тока с имеющихся сегодня углеродных нанотрубных пленок уже достигает 10А/см2 при средней напряженности электрического поля на их поверхности 30-50В/мкм. Такую высокую автоэмиссионную способность нанотрубных пленок нельзя объяснить только относительно большой высотой нанотрубок по сравнению с диаметром и атомарным заострением вершин трубок. Существенный вклад в увеличение интенсивности автоэмиссии вносит впервые обнаруженное Ю.В.Гуляевым, Н.И.Синицы-ным и Г.В.Торгашовым уникальное свойство материала из углеродных нанотрубок – низкая работа выхода электронов, которая составляет лишь 1эВ. При такой работе выхода электронов пленки можно использовать также в качестве высокоэффективных низкотемпературных термокатодов с рабочей температурой ниже 500С. Эмиссионные характеристики нанотрубных структур (плотности тока автоэмиссии, рабочие напряжения, временная стабильность параметров) могут быть в дальнейшем улучшены за счет введения в нанотрубки атомов других элементов (например, атомов Pb и Sn), создания фрактальных структур и совершенствования технологии их изготовления. Эти и другие резервные направления открывают возможности увеличения плотности автоэмиссионного тока до 100А/см2 и выше. Радиотехника, 1999, 4 СЮРПРИЗЫ Экспериментальная визуализация электронных орбит Однажды Ричард Фейнман задал своим коллегам такой вопрос: "Если бы в Вашем распоряжении было только одно предложение для передачи следующему поколению наиболее существенного научного знания, которым обладает современное человечество, то что бы Вы сказали?". Сам Р.Фейнман ответил на него так: "Все состоит из атомов". Вообразим, что следующее поколение задало встречные вопросы: "А каковы размеры атомов? Какова их форма? И за счет чего они сцеплены друг с другом?" На это Р.Фейнман мог бы ответить: "Большинство ученых представляют себе атомы в виде крошечных сфер. Атомы настолько малы, что если мы увеличим апельсин до размеров Земного шара, то каждый из атомов апельсина станет величиной с исходный апельсин. В действительности, однако, атомы не являются сферами, причем именно специфика формы атомов определяет характер их связи между собой". 8 том 6, выпуск 19 Конечно, мы понимаем, что если бы Р.Фейнман и в самом деле участвовал в таком диалоге с потомками, то, говоря о форме атомов, он имел бы ввиду не что иное, как форму "электронных облаков", окружающих атомы. В простейшем из известных атомов - атоме водорода - единственный электрон находится в сферически симметричном состоянии, называемом 1s-состоянием. При этом электрический заряд электрона распределен симметрично вокруг ядра, и поэтому атом водорода действительно можно представлять себе в виде сферы (но не с резко очерченными, а с размытыми краями). В других атомах число электронов больше единицы, причем наряду со сферически симметричными состояниями (1s, 2s и т.д.) электроны могут также находиться и в состояниях другого типа. Например, распределение заряда электрона в 2px, 2py и 2pz состояниях имеет форму "гантели", вытянутой вдоль оси x, y и z соответственно. А в большинстве еще менее симметричных 3d-состояний (всего их пять) электронные орбитали представляют собой "цветки" с четырьмя торчащими в разные стороны "лепестками". Для переходных элементов (и, в частности, для меди) 3d-состояния особенно важны, поскольку они заняты электронами лишь частично. Форма и направление "лепестков" 3d-орбиталей определяют характер связи между атомами соединений на основе переходных элементов. Одним из таких соединений является оксид меди Cu2O. В большинстве металлических оксидов атомы металла взаимодействуют преимущественно с атомами кислорода. Однако для оксидов серебра и меди ранее было теоретически предсказано существование связей непосредственно между атомами металлов. Такие связи, будучи ковалентными по своей природе, отличаются направленностью, то есть формируются за счет орбиталей, не обладающих сферической симметрией. Однако до недавнего времени проверить предсказание теоретиков на эксперименте не удавалось. Стандартные методы, используемые для определения "карты плотности заряда" в кристаллах (такие как дифракция рентгеновских лучей), позволяют найти лишь "главные пики" в распределении заряда (то есть фактически - места расположения атомов), но не характер распределения заряда в окрестности атомов (то есть не форму электронных орбиталей, участвующих в образовании межатомных связей). Прорыв был достигнут группой физиков и химиков из Arizona State University (США). Их главная идея очень проста и состоит в комбинации рентгеновской дифракции с электронной микроскопией. Дело в том, что главная причина неудач при попытках определения формы распределения заряда методом одной лишь рентгеновской дифракции состоит в наличии у кристалла дефектов (например, дислокаций), рассеяние рентгеновских лучей от ПерсТ, 1999, которых интенсивнее, чем от электронов, участвующих в формировании ковалентных связей между атомами. Использование электронного микроскопа позволяет выявлять положение идеальных бездефектных областей и снимать рентгеновские дифракционные спектры только от этих областей. Электронный пучок при этом должен быть сфокусирован до нанометровых размеров. Американцам впервые в мире удалось экспериментально определить пространственное распределение электронного заряда в промежутках между атомами твердого тела, а именно - оксида Cu2O. Фактически ими была получена картина электронных орбиталей, участвующих в образовании ковалентных связей. И эта картина в точности совпала с рисунками dz2-орбиталей, которые приводятся в учебниках, причем эти орбитали оказались направленными от одного атома меди к другому. Было бы чрезвычайно интересно распространить новую методику на слои CuO2 в высокотемпературных сверхпроводниках. Это позволило бы, во-первых, получить прямую (а не косвенную) информацию о местонахождении (на атомах меди или кислорода) дырочных носителей заряда, во-вторых - непосредственно определить концентрацию дырок в слоях CuO2 и, в-третьих, поставить наконец точку в споре о наличии или отсутствии дырок в других структурных элементах ВТСП. Огромный интерес представляет также характер распределения дырок в слоях CuO2. Является ли оно периодическим, или же обогащенные и обедненные дырками области чередуются друг с другом? Инструмент для нахождения ответа на все эти вопросы теперь имеется в распоряжении исследователей. Полученные трехмерные изображения электронных орбиталей можно увидеть на сайте: http://www.aip.org/physnews/graphics J.M.Zuo et al., Nature, 1999, 401, p.49 C.J.Humphreys, Nature, 1999, 401, p21 Кремний может обострить конкуренцию в мире кластеров Изысканное совершенство квазисферической молекулы фуллерена С60 практически сразу с момента открытия [1] сделало этот объект известным не только специалистам, но и достаточно широкому кругу людей, просто интересующихся наукой. Ни один кластер ни до, ни после того не пользовался такой популярностью. Фуллерен вынесло на гребень “publicity” даже раньше того, как были открыты сколь-нибудь полезные или интересные его свойства, как высокая прочность фуллереноподобных трубок – тубуленов, высокотемпературная сверхпроводимость легированных фуллеритов [2] и многое другое. Открытие фуллерена стало тем редким случаем, когда научное открытие было ПерсТ, 1999, том 6, выпуск 19 9 широко признано не за конкретную пользу, а просто по эстетическим соображениям. Последующее обнаружение С70 и других более тяжелых устойчивых кластеров углерода дополнительно сыграло на руку фуллереновой монополии. Робкую и не выходящую за рамки общеуглеродного русла конкуренцию основному направлению составили работы по малым углеродным кластерам: призмейну [3] и кубану [4]. Ничего особенно змеиного ни в первом, ни тем более во втором кластере не было, оба кластеры как кластеры, каждый из восьми атомов углерода, просто авторы в каждом случае образовывали название веществ в соответствии со структурным мотивом углеродного скелета. Оказалось, что кубан углеродный имел прямой кремниевый аналог – также кубан – кубическую молекулу из восьми атомов. Кремниевый кубан (полное имя – октасилакубан), в отличие от углеродного, заканчивавшегося в вершинах атомами водорода, на четвертой связи каждого атома кремния имел сложную радикальную группу, что нисколько не мешало его кубичности. Кстати, этот силакубан люминесцировал очень похоже на то, как люминесцировал пористый кремний [5]. Важно, что это было первое вторжение кластеров в сферу монопольных интересов кремния. Еще дальше пошли авторы работы [6]. То, что предложили они, сравнимо по эстетичности с фуллереном, а сконструировано из заведомо обреченного на успех кремния. Новый материал, названный Hex-Si40 , образуется слипанием в регулярный кристалл фуллереноподобных кремниевых сфер Si40 с гексагональными гранями. Вереницы переходящих друг в друга сфер создают мотив канальной структуры, что роднит новый материал с углеродными тубуленами. Образующийся кристалл генетически наследует от кластеров Si40 гексагональную симметрию. Правда, авторы [6] произвели свой материал, что называется, “на кончике пера”, из геометрических соображений, но они провели очень обстоятельные расчеты свойств нового материала. Рядом методов были просчитаны параметры структуры, обеспечивающие минимизацию суммарной энергии. Получившаяся структура оказалась всего на 17.7% менее плотной, чем обычный кремний. Характерные параметры Hex-Si40 : - все атомы имеют четверную координацию; - длины связей и углы между ними несколько различны и отличаются от соответствующих величин для идеальной алмазоподобной решетки менее чем на 6%; - минимальный диаметр “на проход” в кристаллографических каналах, параллельных гексагональной оси – 4.7Å; рассчитанная величина энергии связи кремниевого атома в такой структуре оказалась всего на 0.1эВ меньше, чем энергия связи кремниевого атома в обычном кристаллическом Si. Последний факт свидетельствует, что Hex-Si40, если его найдут или сумеют изготовить, окажется достаточно стабильным. - Много внимания уделено исследованию электронных свойств предполагаемого кластерного материала. В работе рассчитаны зонная структура, плотность состояний и даже приводятся карты электронной плотности. Указано, что новый материал явится полупроводником; абсолютный минимум ширины запрещенной зоны в нем должен быть на 0.4эВ выше, чем в обычном кремнии. Кроме того, часть электронных состояний (внутри кластеров) должна быть локализована, что приведет к высокой эффективности люминесценции. Собственно, авторы [6] целевым образом и конструировали свой материал для оптоэлектроники как замену многообещающему, но капризному пористому кремнию. Повторяя во многом структурную идею por-Si, Hex-Si40 отличается от него регулярностью кристаллической структуры, заполненностью связей, отсутствием свободной поверхности и макроскопических полостей, накапливающих посторонние продукты реакций. Словом, такой материал стоит поискать. Имеющееся обилие сведений о еще не обнаруженном кластерном материале не оставляет сомнений, что, если такой материал попадется исследователям, он не сможет остаться неузнанным. Остается вопрос – не попадался ли им он ранее? Вспоминая многочисленные противоречия в результатах по пористому кремнию, трудно уверенно ответить – нет. Во всяком случае, переход от пористого кремния с его не вполне воспроизводимыми топологией и составом к кристаллически организованному материалу сулит избавление от многих еще не преодоленных трудностей. Возможно, кремниевая оптоэлектроника снова не так далека от нас, как это уже начинало казаться. 1. 2. 3. 4. 5. 6. E.A.Rolling, D.M.Cox, A.Kaldor. J. Chem. Phys., 1984, 81, p.3322 В.М Локтев. Физика Низких Температур,1992, 18, p.217 Л.А.Опенов, В.Ф.Елесин. Письма в ЖЭТФ, 1998, 68, p.695, см. также ПерсТ, 1998, 5(3) S.L.Richardson, J.L.Martins. Phys. Rev. B, 1998, 58, p.15308 Y.Kanemitsu, K.Suzaki, M.Kondo, H.Matsumoto. Sol. St. Com., 1994, 89, p.616 E.Galvani, G,Onida, S.Serra, G.Benedek. Phys. Rev. Let., 1996, 77, p.3573 ФИНАНСИРОВАНИЕ УЛЬТРАПрограмма DARPA ULTRA Research Program даже своим названием намерена доказать, что ее роль не сводится только 10 том 6, выпуск 19 к запуску и финансированию многочисленных проектов, но и к особой ответственности за исследования и разработки УЛЬТРАмалых, УЛЬТРАмаломощных и УЛЬТРАбыстродействующих компьютеров, а также за многие разработки в области нанотехнологии и квантового компьютинга. Программа ориентирована на исследование материалов, технологических процессов, традиционных и квантовых приборов, предназначенных для информационных систем новейшего поколения. В нее включены разработки, связанные с поиском путей увеличения быстродействия, степени интеграции, производительности и функциональности компьютеров в сравнении с достигнутыми на сегодняшний день простым масштабированием транзисторов. В качестве цели ставится 10-100-кратное увеличение скоростей, 5-100-кратный рост степени интеграции, 50-кратное снижение потребляемой мощности в сравнении с современными информационными системами. Предварительный анализ показал, что эффективными могут быть следующие шаги: использование электронных приборов на основе квантовых ям для увеличения степени интеграции; продвижение резонансно-туннельных приборов для увеличения быстродействия и снижения потребляемой мощности; использование гибридных схем на основе GaAs, InP и Si. Важную роль в продвижении может сыграть разработка нанозондов для исследования наноструктурных материалов и приборов с пикосекундным временным разрешением. В качестве первоочередных определены следующие шаги: достижение в приборах критических размеров менее 100нм и далее менее 50нм; развитие химических методов самосборки; совершенствование технологии квантовых приборов; разработки приборов на основе SiGeS; совершенствование "взрывной" литографии для интеграции квантовых приборов на основе соединений А3В5 определение потенциала одноэлектронных приборов развитие молекулярной электроники Более подробно УльтраПрограмма изложена в Интернете по адресу: http://www.darpa.mil./mto/ultra/index.html Федеральные Агентства США затратят 232 млн. долл. в текущем году на поддержку наноисследований ПерсТ, 1999, Nick Smith, председатель подкомитета по фундаментальным исследованиям в Комитете по науке, с сожалением отмечает, что США не занимают доминирующее положение в нанотехнологических исследованиях. По его мнению, первые роли здесь принадлежат Европе и Японии. В Японии MITI (Министерство международной торговли и промышленности) финансирует две Программы по нанотехнологии: Atomic Technology Project (185 млн. долл.) и Quantum Functional Devices Project (40 млн. долл.). К этому дополнительно финансирует нанотехнологические разработки в ряде исследовательских институтах Японское Агентство по науке и технологиям. Широкие исследования в этом направлении проводятся в России, Китае и Европе, особенно в Германии. В США правительственное финансирование исследований по нанотехнологии в 1997 году составило 116 млн. долл. Ниже в таблице представлено долевое участие крупных американских Агентств в финансировании нанотехнологических разработок в 1999 году. Федеральное Агентство Объем финансирования, млн. долл. 1. Национальный научный фонд (NSF) 80 2. Министерство обороны (DoD) 60 3. Министерство энергетики (DoE) 54 4. Национальные институты здоровья (NIH) 5 5. Министерство торговли (DoT) 12 6. Национальное Агентство по аэронавтике и космосу (NASA) 18 Итого: 232 http://www.Hearing/basic_charter_062299.html ПИСЬМО В РЕДАКЦИЮ В публикации “Терагерцовый лазер на р-Ge?” (ПерсТ, 1999, 6(12), с.6) правильно отмечено, что первая работа в этом направлении принадлежит российским ученым из ИФМ РАН (Н.Новгород) А.А.Андронову и др. Им действительно принадлежит идея усиления ИК излучения горячими дырками в p-Ge в скрещенных электрическом и магнитном полях. Однако, первое экспериментальное наблюдение сделано не ими, как указано в публикации ПерсТ’а. Впервые об экспериментальном наблюдении этого явления сообщалось в работе Л.Е.Во-робьева, Ф.И.Осокина, В.Е.Стафеева и В.Н.Тулупенко “Обнаружение генерации длинноволнового ИК излучения в скрещенных электрическом и магнитном полях”, опубликованной в Письмах в ЖЭТФ, 1982, 35, вып.2, с. 360. Указанным авторам принадлежит и ряд других публикаций по этой проблеме: ПерсТ, 1999, том 6, выпуск 19 11 Л.Е.Воробьев, Ф.И.Осокин, В.И.Стафеев, В.Н.Тулу-пенко. “Обнаружение инверсии заселенности горячих дырок в германии”. Письма в ЖЭТФ, 1981, 34(3), с 125 - Л.Е.Воробьев, С.Н.Данилов, Ю.В.Кочегаров, В.Н. Тулупенко, Д.А.Фирсов. “Характеристики лазера дальнего ИК диапазона на горячих дырках в германии в конфигурации полей Фогта и Фарадея”. Физика и техника полупроводников, 1997, 31(12), с.1474, а также Semiconductors, 1997, 20, p.1273. Проф. СПбГТУ, Л.Е.Воробьев - ЭЛЕКТРОННЫЕ ПУБЛИКАЦИИ Труды совещания "5th Twente Workshop on Superconductivity", состоявшегося 25 - 28 апреля 1999 года в University of Twente теперь доступны в Интернете в разделе Special Issue в режиме online по адресу http://www.elsevier.nl/locate/twente5. КОНФЕРЕНЦИИ Научная сессия МИФИ-2000 г Ученые, аспиранты и студенты могут принять участие в Научной сессии “МИФИ-2000” с 17 по 21 января 2000г. Программа сессии предусматривает проведение: пленарного заседания, с обзорами по новейшим направлениям научных исследований, тенденциям и проблемам в развитии и обеспечении науки и образования; 34 тематических секций, объединенных по 8 направлениям; международной конференции; 2-х всероссийских конференций; специализированного отраслевого семинара; 3-х выставок научно-технических работ. К началу работы сессии предполагается издание трудов сессии. Для читателей ПерсТ’а могут представлять интерес представленные ниже секции Направление Л - Физика твердого тела, лазеры и плазма Секция Л-1. Лазерная физика Руководитель секции - Е.Д.Проценко, профессор кафедры №37 Секретарь секции - С.В.Киреев, доцент кафедры №37 Тел.: (095) 324-97-55 / 323-93-87 Факс: (095) 324-97-55 E-mail: protsenk@dml.mephi.ru Секция Л-3. Сверхпроводимость и физика нано структур Руководитель секции - В.Ф.Елесин, профессор, зав. кафедрой №38 Секретарь секции - А.В.Крашенинников, к.ф-м.н., ассистент кафедры №38 Тел.: (095) 324-10-81 / 323-93-95 Факс: (095) 324-21-11 E-mail: vef@supercon.mephi.ru Секция Л-4. Физика твердого тела Руководитель секции - Ю.А.Быковский, профессор кафедры №25 Секретарь секции - В.Б.Ошурко, доцент кафедры №25 Тел.: (095) 323-93-44 / 323-90-66 Факс: (095) 323-90-66 E-mail: avb@phsearch.msk.ru НОВОСТИ ФИЗИКИ В БАНКЕ ПРЕПРИНТОВ МАНГАНИТЫ Аномальная температурная зависимость удельного сопротивления слабо легированных манганитов вблизи перехода металл-диэлектрик Обнаружена необычная температурная и концентрационная зависимость удельного сопротивления манганитов La0.7Ca0.3Mn1-xCuxO3, слабо легированных медью (0<x<0.05). Легирование приводит к расщеплению максимума (T) вблизи температуры перехода металл-диэлектрик T0(x) на два пика. Первый из них (основной) монотонно увеличивается с ростом x, тогда как второй (сателлит) остается неизменным при x<xc0.03, увеличивается при x>xc и исчезает при xxc. Авторы полагают, что этот эффект обусловлен конкуренцией двух процессов, имеющих место при легировании медью: 1) увеличением потенциальных барьеров, препятствующих перескокам носителей между соседними атомами марганца, и 2) уменьшением кинетической энергии носителей. Полученные результаты хорошо описываются в рамках теории нетермической туннельной проводимости со случайным распределением узлов перескока. S. Sergeenkov et al., http://xxx.lanl.gov/abs/cond-mat/9909196 Contact: Sergei Sergeenkov ssa@thsun1.jinr.ru СВЕРХПРОВОДНИКИ Аномальные свойства Nd1.85Ce0.15CuO4-y при низкой температуре Измерены температурные зависимости глубины проникновения магнитного поля в плоскости a-b и максимального джозефсоновского тока Ic в "электронном" ВТСП Nd1.85Ce0.15CuO4-y. Установлено, что при T<4К понижение температуры ведет, вопреки ожиданиям, к росту и уменьшению Ic, в результате чего зависимости (T) и Ic(T) оказываются немонотонными. Эти аномалии отсутствуют в другом "электронном" ВТСП Pr1.85Ce0.15CuO4-y. Полученные результаты объяснены наличием парамагнитных моментов у ионов Nd3+. После коррекции экспериментальных данных путем вычета парамагнитного вклада из магнитной восприимчивости получена экспоненциальная зависимость (T), совпадающая с таковой в Pr1.85Ce0.15CuO4-y, что свидетельствует об изотропном s-волновом спаривании в ВТСП с электронным типом допирования. L.Alff et al., http://xxx.lanl.gov/abs/cond-mat/9908320 (to be published in Physical Review Letters) Contact: Lambert Alff alff@colorix.ph2.uni-koeln.de лось. Впервые это сделано авторами золь-гель методом. Tc90К, Hс1=870Э. F.M.Araujo-Moreira et al., http://xxx.lanl.gov/abs/cond-mat/9909086 препринта Установлено, что особенность магнитной восприимчивости ab(T) несверхпроводящих монокристаллов PrBa2Cu3O7-, обусловленная антиферромагнитным упорядочением магнитных моментов атомов Pr, исчезает после охлаждения образца в поле, параллельном плоскости a-b. Особенность c(T) сохраняется после охлаждения в поле, параллельном оси c. Эти результаты свидетельствуют о взаимодействии между подрешетками меди и празеодима. Интересно, что постоянная Кюри сверхпроводящих образцов, которая пропорциональна концентрации магнитных моментов, примерно в два раза меньше, чем у несверхпроводящих. Следовательно, наиболее вероятной причиной сверхпроводимости PrBa2Cu3O7- является частичное замещение атомов празеодима атомами бария. V.N.Narozhnyi et al., http://xxx.lanl.gov/abs/cond-mat/9909107; 9909110 Contact: V.N.Narozhnyi narozh@ns.hppi.troitsk.ru Исследования симметрии параметра порядка в “strongly underdoped” HgBa2Ca2Cu3O8+ методом рамановской спектроскопии Для исследования рамановских спектров ВТСП с целью определения симметрии параметра порядка был выбран монокристалл ВТСП HgBa2Ca2Cu3O8+ с концентрацией носителей, намного меньше оптимальной величины (“strongly underdoped”). Такой выбор обусловлен следующими соображениями: 1) малой концентрации носителей отвечает малый индекс кислородной нестехиометрии , в результате чего сводятся к минимуму эффекты кислородного разупорядочения в слоях Hg-O; 2) отсутствует необходимость в вычитании фононного фона из спектров; 3) удается устранить следы паразитных фаз, присутствующих на поверхности кристалла. Низкоэнергетическая часть рамановских спектров в точности соответствует электронному отклику, ожидаемому от dx2-y2-волнового сверхпроводника. Ранние результаты, полученные для образцов HgBa2Ca2Cu3O8+ с близкой к оптимальной концентрацией носителей (и поэтому “менее стехиометрических”) не удавалось объяснить в рамках dx2-y2-волновой модели сверхпроводимости. A. Sacuto et al., http://xxx.lanl.gov/abs/cond-mat/9909267 Contact: A.Sacuto alsa@physique.ens.fr О сверхпроводимости и магнетизме PrBa2Cu3O7- Недавно была обнаружена сверхпроводимость тонких пленок, порошков и монокристаллов PrBa2Cu3O7- - соединения, которое долгое время считалось несверхпроводящим. Однако получить поликристаллические сверхпроводящие образцы PrBa2Cu3O7- никак не удаваContact: Fernando M. Araujo-Moreira faraujo@power.ufscar.br 12 том 6, выпуск 19 ПерсТ, 1999, Экспресс-бюллетень “ПерсТ” выходит при поддержке Министерства 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” Ответственный редактор: С.Корецкая тел: (095) 930 33 89, e-mail: stk@htsc.msk.su perst@isssph.kiae.ru В подготовке выпуска принимали участие: Л.Боярский, В.Вьюрков, Л.Журавлева, М.Компан, Ю.Метлин, Л.Опенов Компьютерный ввод, макет: О.Хлыстунова +Тираж: Ю.Мухин Адрес редакции: 117296 Москва, Ленинский проспект, 64А ПерсТ, 1999, том 6, выпуск 19 13
