ИЯФ СО РАН (конференц-зал) 15 июня 2018 г.
г. Новосибирск, пр-т Акад. Лаврентьева, д. 11 10:00

ПОВЕСТКА
научной сессии Объединенного ученого совета СО РАН
по физическим наукам

Научные доклады:

  1. «Оптические и спиновые явления в наноструктурах на основе кремния»

    (ИФП СО РАН)

    чл.-корр., д.ф.-м.н. А.В. Двуреченский. 25+5 мин.

    Аннотация. С уменьшением характерного размера элемента кремниевой наноэлектроники остро встала проблема ограничения быстродействия микросхем из-за сопротивления металлической связи входящих в нее элементов (длина металлических межсоединений возрастает до десятков километров), проблема отвода тепла и устранения взаимного влияния электрических полей в плотных массивах элементов в микросхемах. Решение возникшей проблемы межсоединений связывается с использованием оптической связи, и соответствующее направление формулируется как «Интегральная кремниевая фотоника». Слабой стороной кремния являются ограничения в оптических свойствах, связанные с непрямозонной энергетического спектра материала. Для расширения спектра нужных свойств проводятся работы по интеграции кремния с другими материалами с последующим использованием достижений кремниевой технологии. Одновременно проводятся работы по применению новых физических явлений для повышения функциональных характеристик электроники. В числе таких явлений активно изучаются спин-зависимые эффекты в кремниевых структурах, являющиеся основой спинтроники.

    В представляемом докладе приводятся результаты по исследованию оптических явлений в гетероструктурах Ge/Si с квантовыми точками. Эффекты усиления люминесценции/поглощения излучения обнаружены в ансамбле квантовых точек при управлении полем упругих деформаций, связанных с различием постоянных решеток Si и Ge и приводящих к изменению энергетического спектра электронных состояний. Усиление поглощения излучения обнаружено также при уменьшении размеров квантовых точек, увеличении их заполнения носителями заряда. Особенно яркий эффект усиления поглощения излучения был установлен при использовании явления плазмонного резонанса.В гибридных гетероструктурах Ge/Si, содержащих слои квантовых точек Ge и двумерные регулярные решетки субволновых отверстий в золотой пленке на поверхности полупроводника, наблюдается многократное (до 40 раз) усилению поглощения ИК-излучения в узких областях длин волн фотонов.

    Одной из ключевых характеристик для спиновой динамики является время спиновой релаксации/декогеренции. Установлено, что в квантовых точках Ge в Si электрон локализован на границе Ge/Si со стороны кремния (т.е. волновая функция локализована в Si), что является основой ожиданий достаточно длительного времени спиновой релаксации/декогеренции вследствие слабого спин-орбитального взаимодействия в Si. Предсказан и экспериментально подтвержден механизм спиновой релаксации при туннелировании по массиву квантовых точек, обусловленный их пространственной асимметрией(механизм Дьяконова-Переля). Показано, что в упорядоченном массиве квантовых точек в виде линейных цепочек происходит подавление механизма Дьяконова –Переля и возрастание времени спиновой релаксации/декогеренции. Найдены условия локализации нескольких электронов с различными g-факторами на одной квантовой точке. Предложен метод проведения одно-кубитовых и двух-кубитовых операций в системе двух обменно-связанных электронов с малым различием g-факторов в условиях наложения дополнительного слабого переменного магнитного поля, обеспечивающего как адресное обращение к выбранному кубиту, так и управление обменным взаимодействием. Определены параметры системы для выполнения логических операций с минимальной погрешностью.

  2. «Пучок частиц сверхвысокой энергии с одинаковой магнитной жесткостью»

    (ИКФИА СО РАН)

    д.ф.-м.н. С.А. Стародубцев 25+5 мин.

    Аннотация. Двумя установками ШАЛ в течение одних суток зарегистрированы 3 частицы с энергией выше 3 10^19 эВ, пришедшие из одного участка неба. На Якутской установке были зарегистрированы 2 события и одно на установке Telescope Array (Юта, США). Оценка энергии Якутских событий одинаковая, а ливень Telescope Array по энергии практически в 2 раза выше, что указывает на одинаковую магнитную жесткость всех трех частиц, если заряд отличается в 2 раза. Вероятность случайной регистрации таких частиц меньше чем 10^-6. Относительно короткая последовательность всех трех событий и их «монохромность» по жесткости могут быть обусловлены магнитной сепарацией частиц в процессе ускорения и при распространении пучка. Это означает, что в космическом пространстве существуют пучки частиц сверхвысоких энергий, которые никто и никогда не ожидал!

  3. «Когерентное сложение полей массива оптоволоконных излучателей. Методы формирования вихревых лазерных пучков и управления пространственной когерентностью. Практические приложения»

    (ИОА СО РАН)

    д.ф.-м.н. Дудоров Вадим Витальевич. 25+5 мин.

    Аннотация. Предложены и апробированы новые методы формирования оптических пучков с возможностью оперативного управления значением орбитального углового момента (топологического заряда вихревого пучка) и степенью пространственной когерентности. Методы основаны на управлении фазами полей в оптоволоконных каналах матрицы когерентных излучателей. Основным преимуществом метода формирования вихревых пучков является возможность изменения орбитального углового момента пучка с высокой скоростью, определяемой частотой работы фазосдвигателей (порядка 10^10 Гц для коммерчески доступных). Особенностью метода управления пространственной когерентностью синтезированного лазерного пучка является возможность управления значением радиуса когерентности в широких пределах. Для экспериментальной апробации данных методов реализована технология когерентного сложения полей оптоволоконных источников света. Данная технология может быть использована в задачах, связанных с переносом оптической энергии и формированием распределений поля заданной формы (дистанционная зарядка батарей, обработка материалов и др.).

Обсуждение.