Архив научных результатов, 2018

Важнейшие результаты законченных исследований

Стимулированное излучение в InN

В эпитаксиальных слоях n-InN (n=3×10¹⁷−10¹⁹ см^-3), полученных методом МПЭ с плазменной активацией азота, впервые наблюдено стимулированное излучение в диапазоне λ = 1.66−1.9 мкм при оптической накачке. Этим продемонстрирована высокая квантовая эффективность межзонной излучательной рекомбинации и хорошая перспектива применения InN в важном телекоммуникационном диапазоне длин волн.

Авторы:

Б.А. Андреев, К. Е. Кудрявцев, А. Н. Яблонский, П. А. Бушуйкин, Л. В. Красильникова, Д. Н. Лобанов, E.В. Скороходов, П. А. Юнин, А. В. Новиков, З. Ф. Красильник — ИФМ РАН; В. Ю. Давыдов — ФТИ им. А. Ф. Иоффе РАН

Публикации:

1. B.A. Andreev, K.E. Kudryavtsev, A. N Yablonskiy, D.N. Lobanov, P.A. Bushuykin, L.V. Krasilnikova, E.V. Skorokhodov, P.A. Yunin, A.V. Novikov, V. Yu Davydov, Z.F. Krasilnik. Towards the indium nitride laser: obtaining infrared stimulated emission from planar monocrystalline InN structures. Scientific Reports 8, 9454 (2018)
2. P.A. Bushuykin, B.A. Andreev, V.Yu. Davydov, D.N. Lobanov, D.I. Kuritsyn, A.N. Yablonskiy, N.S. Averkiev, G.M. Savchenko, Z.F. Krasilnik New photoelectrical properties of InN: Interband spectra and fast kinetics of positive and negative photoconductivity of InN// JAP 123, 195701 (2018)

Cтимулированное излучение в гетероструктурах с квантовыми ямами HgTe/HgCdTe при λ ~ 3 мкм при температурах близких к комнатной

В гетероструктурах HgTe/CdHgTe с квантовых ямам при оптической накачке получено стимулированное излучение в диапазоне 2.8−3.5 мкм при температурах, близких к комнатной, что открывает возможности создания лазеров, работающих в окне прозрачности атмосферы 3−5 мкм.

Авторы:

С.В. Морозов, М. А. Фадеев, В. В. Румянцев, А. М. Кадыков, А. А. Дубинов, А. В. Антонов, К. Е. Кудрявцев, В. И. Гавриленко — ИФМ РАН, Н. Н. Михайлов. С. А. Дворецкий — ИФП СО РАН

Публикации:

1. S.V. Morozov, V.V. Rumyantsev, A.M. Kadykov, A.A. Dubinov, K.E. Kudryavtsev, A.V. Antonov, N.N. Mikhailov, S.A. Dvoretskii, V.I. Gavrilenko. Long wavelength stimulated emission up to 9.5 µm from HgCdTe quantum well heterostr. APL 108, 092104 (2016)
2. M. A. Fadeev, V. V. Rumyantsev, A. M. Kadykov, A. A. Dubinov, A. V. Antonov, K. E. Kudryavtsev, S. A. Dvoretskii, N. N. Mikhailov, V. I. Gavrilenko, S. V. Morozov. Stimulated emission in the 2.8−3.5 μm wavelength range from Peltier cooled HgTe/CdHgTe quantum well heterostructures. Optics Express 26, 12755 (2018)

Спонтанные неоднородные состояния в гибридных структурах сверхпроводник — ферромагнетик с эффектом близости

Показано, что в гибридных системах сверхпроводник-ферромагнетик эффект близости, связанный с проникновением куперовских пар в ферромагнетик вызывает обратный эффект, сопровождающийся появлением спонтанных экранирующих токов в сверхпроводнике из-за проникновения магнитного поля из ферромагнетика на расстояние порядка лондоновской длины. В планарных системах эффект близости может приводить к формированию вблизи границы сверхпроводник-ферромагнетик неоднородных состояний Фульде-Феррелла-Ларкина-Овчинникова с периодической модуляцией параметра порядка.

Авторы

А.С.Мельников, С. В. Миронов, А. В. Самохвалов, Д. Ю. Водолазов, Ю. Ерин — ИФМ РАН; A.I.Buzdin — LOMA, University of Bordeaux, France.

Публикации

1. S. Mironov, A. Mel’nikov, A. Buzdin, Appl. Phys. Lett. 113, 022601 (2018)
2. S. V. Mironov, D. Yu. Vodolazov, Y. Yerin, A. V. Samokhvalov, A. S. Mel’nikov, A. Buzdin, Phys. Rev. Lett. 121, 077002 (2018)
3. S. Mironov, A. Mel’nikov, A. Buzdin, Phys. Rev. Lett. 109, 237002 (2012)
4. А. В. Самохвалов, ЖЭТФ 152, 350 (2017). 5. А. В. Самохвалов, Физика твердого тела 59, 2123 (2017)

Гигантский магнитокалорический эффект в обменно-связанных наноструктурах ферромагнетик/парамагнетик

Предсказан и экспериментально исследован «гигантский» магнитокало- рический эффект в многослойной системе ферромагнетик (NiFe) / парамагнетик (NiCu) / ферромагнетик (CoFe) с обменным взаимодействием. Достигнута эффективность охлаждения при комнатной температуре 3 К/Тл во внешнем магнитном поле B ~ 10 эрстед.

Авторы

А.А.Фраерман, И. А. Шерешевский, С. Н. Вдовичев, Е. В. Скороходов, Н. И. Полушкин — ИФМ РАН; Е. С. Демидов — ННГУ; В. Н. Прудников, И. Родионов — МГУ; J. Chang — KIST

Публикации

1. А.А.Фраерман, И. А. Шерешевский, Письма в ЖЭТФ, т. 101, вып. 9, с. 693 — 696 (2015)
2. E.В. Скороходов, E.С. Демидов, С. Н. Вдовичев, A.A. Фраерман, ЖЭТФ, Vol.151, No. 4, pp. 724−729, (2017)
3. S.N. Vdovichev, A.A. Fraerman, J. Chang et al, Phys. Rev. B 98, 014428 (2018)

Лазерно-плазменный источник рентгеновского излучения на основе ксенона

Разработан лазерно-плазменный источник рентгеновского излучения на основе ионов ксенона для литографии следующего поколения с длиной волны короче 13.5 нм. Окружение струи Xe концентрическим потоком He позволяет сохранять высокую плотность Xe до области взаимодействия с излучением лазера. Получены высокие значения конверсии энергии лазерного излучения в рентгеновское, излученное в полупространство: 2.1%/нм в области длин волн 5−9 нм и 10.5%/нм на длине волны 10.8 нм.

Авторы

С.А. Гарахин, И.Г., Забродин С. Ю. Зуев, А. Н. Нечай, Н. Н. Салащенко, М. Н. Торопов, Н. Н. Цыбин, Н. И. Чхало — ИФМ РАН

Публикации

1. N. Chkhalo, and N. Salashchenko, «Next generation nanolithography based on Ru/Be and Rh/Sr multilayer optics," AIP Advances 3, 082130 (2013)
2. N. I. Chkhalo, et al. Conversion efficiency of a laser-plasma source based on a Xe jet in the vicinity of a wavelength of 11 nm. AIP Advances 8, 105003 (2018)
3. N. I. Chkhalo, et al. A double-stream Xe: He jet plasma emission in the vicinity of 6.7 nm. Appl. Phys. Lett. 112, 221101 (2018)

Транспортные свойства сверхпроводящего бислоя NbN/Al

Теоретически и экспериментально показано, что слой нормального металла значительно усиливает транспортные и экранирующие свойства сверхпроводящей пленки при условии, что удельное сопротивление нормального металла много меньше удельного сопротивления сверхпроводника при температуре, выше критической. Для пары NbN и Al с толщинами 19 и 10 нм, соответственно, наблюдено шестикратное увеличение критического тока по сравнению с одиночной сверхпроводящей пленкой NbN той же толщины.

Авторы

Д.Ю.Водолазов, А. Ю. Аладышкин, Е. Е. Пестов, С. Н. Вдовичев, С. С. Уставщиков, М. Ю. Левичев, А. В. Путилов, П. А. Юнин, А. И. Елькина, Н. Н. Бухаров, А. М. Клушин — ИФМ РАН

Публикации

1. D. Yu. Vodolazov, A. Yu. Aladyshkin, E. E. Pestov, S. N. Vdovichev, S. S. Ustavshikov, M. Yu. Levichev, A. V. Putilov, P. A. Yunin, A. I. El’kina, N. N. Bukharov and A. M. Klushin, Peculiar superconducting properties of a thin film superconductor-normal metal bilayer with large ratio of resistivities, Supercond. Sci. Technol. 31, 115004 (2018)

Температурная зависимость критического тока бислоя в зависимости от толщины слоя металла.

Метод задающей маски для создания планарных сверхпроводящих структур

Разработан метод задающей маски на основе аморфного оксида церия для создания планарных сверхпроводящих структур на основе эпитаксиальных пленок YBa₂Cu₃O_7-d. При осаждении YBa₂Cu₃O_7-d на подложке в локальных окнах маски формируются сверхпроводящие элементы, а на поверхности маски — изолирующие области. Изготовлены сверхпроводящие мостики с Тс ~ 90 К и плотностью критического тока до 4×10⁶ A/cm² при 77 К, джозефсоновские контакты на бикристаллических подложках с плотностью критического тока до 9×10⁴ A/cm².

Авторы

А.Е. Парафин, Д. В. Мастеров, С. А. Павлов, П. А. Юнин, Л. С. Ревин, А. Л. Панкратов, А. В. Чигинев, А. М. Клушин, Е. Е. Пестов, Е. В. Скороходов — ИФМ РАН

Публикации

1. Письма в ЖТФ, т. 42, вып. 11, с. 82−90 (2016)
2. Supercond. Sci. Technol., 30, 025007 (2017)
3. ФТТ, т. 59, вып. 11, с. 2113−2116 (2017)
4. ФТТ, т. 59, вып. 11, с. 2117−2122 (2017)
5. ФТТ, т. 60, вып. 11, c. 2100−2104 (2018)
6. Supercond. Sci. Technol., 31, 045002 (2018)
7. IEEE Transactions On Applied Superconductivity, 28, 1100505 (2018)

Расчетная модель отражения многослойного рентгеновского зеркала

Предложено для диагностики структуры рентгеновских многослойных зеркал методом рефлектометрии аппроксимировать переходные области слоев линейной комбинацией функций, описывающих наиболее вероятные дефекты интерфейса. Такой подход позволил корректировать процесс роста и достичь близкие к предельным значениям параметры многослойных зеркал Al/Be, Al/Be/Si, Mo/Be, Mo/Be/Si (B₄C, C), W/Be, Zr/Al/Be, Zr/Al/Be/C, Mo/Si, W/Si, созданных для астрономии, проекционной нанолитографии и микроскопии в рентгеновском диапазоне длин волн.

Авторы

М.В. Свечников, Н. И. Чхало, Н. Н. Салащенко, С. Ю. Зуев, Ю. А. Вайнер — ИФМ РАН

Публикации

1. M.V. Svechnikov, et al. // Journal of Applied Crystallography. 2017. V. 50. № 5. P. 1428
2. N.I. Chkhalo et al. // Thin Solid Films. 2017, V. 631, P. 106
3. N.I. Chkhalo et al. // Optics Letters. 2017, V. 42, № 24, P. 5070
4. A.N. Nechay et al. // AIP Advances. 2018, V. 8, № 7, P. 075202

---

Основные результаты и разработки готовые к практическому применению

Алюминиевый фильтр с Mo/Si2 защитными покрытиями

Разработан Al фильтр с Mo/Si2 защитными покрытиями. Улучшены его оптические, механические и теплофизические свойства с учетом условий длительной эксплуатации в космосе. По сравнению с чистым Al фильтром снижена скорость падения пропускания на длине волны 30,4 nm до 0,008% в первые 100 дней и 0,006%/день в последующие 300 дней, увеличена прочность в 1,5 раза, стойкость к акустическим шумам на взлете космического аппарата.

Авторы

Лопатин А.Я., Лучин В. И., Зуев С. Ю., Салащенко Н. Н., Цыбин Н. Н., Чхало Н. И. — ИФМ РАН

Публикации

• Applied Optics. 2016. V.55. No. 17, p. 4683−4690. 2. Thin Solid Films 631 (2017) 93−98. 3. Thin Solid Films. -2018.- Vol. 653. — P.359−364