Физика низких температур, 2013, № 04

Структура и колебательные спектры гош- и транс-конформеров этанола: неэмпирические ангармонические расчеты и FTIR спектры в аргоновых матрицах

Tue, 01 Jan 2013 00:00:00 GMT

Структура и колебательные спектры гош- и транс-конформеров этанола: неэмпирические ангармонические расчеты и FTIR спектры в аргоновых матрицах Пицевич, Г.А.; Дорошенко, И.Ю.; Погорелов, В.Е.; Шаблинскас, В.; Балявичюс, В. Получены низкотемпературные спектры инфракрасного поглощения этанола, изолированного в аргоновой матрице, для ряда температур в интервале 20–45 К при соотношениях 1:1000 и 1:2000 числа исследуемых молекул к числу атомов матрицы. Предварительная интерпретация спектра выполнена на основании температурных изменений в спектрах и литературных данных. Расчеты структуры конформеров этанола, вращательных постоянных, барьеров внутреннего вращения метильной и гидроксильной групп выполнены в приближении B3LYP/cc-pVQZ. В этом же приближении проведены расчеты гармонических и ангармонических ИК спектров гош- и транс-конформеров. Для общего набора зависимых координат рассчитаны и сопоставлены силовые поля двух конформеров, распределения потенциальной энергии нормальных колебаний. Выполнен также учет эффектов ангармонизма путем введения спектроскопических масс для атомов водорода при выполнении расчетов нормальных колебаний в гармоническом приближении.; Отримано низькотемпературні спектри інфрачервоного поглинання етанолу, ізольованого в аргоновій матриці, для ряду температур в інтервалі 20–45 К при співвідношеннях 1:1000 та 1:2000 числа досліджуваних молекул до числа атомів матриці. Попередню інтерпретацію спектру виконано на підставі температурних змін в спектрах та літературних даних. Розрахунки структури конформерів етанолу, обертальних постійних, бар'єрів внутрішнього обертання метільної та гідроксильної груп виконано в наближенні B3LYP/cc-pVQZ. У цьому ж наближенні проведено розрахунки гармонічних та ангармонічних ІЧ спектрів гош- та транс-конформерів. Для загального набору залежних координат розраховано та зіставлено силові поля двох конформерів, розподілу потенційної енергії нормальних коливань. Виконано також облік ефектів ангармонізму шляхом введення спектроскопічних мас для атомів водню при виконанні розрахунків нормальних коливань в гармонічному наближенні.; Low-temperature infrared absorption spectra of ethanol trapped in an argon matrix were obtained for the temperature range 20–45 K at the ratios 1:1000 and 1:2000 of the number of the investigated molecules to the number of the matrix atoms. The preinterpretation of the spectrum was made on the basis of the temperature changes in the spectra and the literature data. The ethanol conformers’ structure, rotational constants, the barriers of internal rotation of methyl and hydroxyl groups were calculated in the approximation B3LYP/cc-pVQZ. The same approximation was used in the calculations of harmonic and anharmonic IR spectra of gauche- and trans-conformers. For a general set of the dependent coordinates the force fields of the two conformers were calculated and compared as well as the potential energy distributions. The calculations of normal vibrations in the harmonic approximation were carried out with due account of the anharmomism effect by introducing the spectroscopic masses for hydrogen atoms.

Межподзонные осцилляции кинетических коэффициентов двумерной системы со спин-орбитальным взаимодействием

Tue, 01 Jan 2013 00:00:00 GMT

Межподзонные осцилляции кинетических коэффициентов двумерной системы со спин-орбитальным взаимодействием Новокшонов, С.Г. На основе полученного в работе S.G. Novokshonov and A.G. Groshev, Phys. Rev. B 74, 245333 (2006) выражения для электропроводности проанализирована температурная зависимость амплитуд осцилляций Шубникова–де Гааза продольного сопротивления двумерной электронной системы со спин-орбитальным взаимодействием Рашбы. Показано существование характерных для многозонных проводников межподзонных осцилляций кинетических коэффициентов. Их период определяется величиной частоты спиновой прецессии на уровне Ферми ΩBF. В рассматриваемом случае зависимость спинового расщепления от энергии электрона приводит к слабой температурной зависимости амплитуд межподзонных осцилляций, которая в разложении по гармоникам определяется фактором Λ* = (2π²kBT/ħωc)ħΩBF/ℇF. Благодаря последнему множителю (ħΩBF/ℇF << 1) она гораздо слабее температурного размытия амплитуд обычных шубниковских осцилляций.; На основі отриманого в роботі S.G. Novokshonov and A.G. Groshev, Phys. Rev B 74, 245333 (2006) виразу для електропровідності проаналізовано температурну залежність амплітуд осциляцій Шубнікова–де Гааза подовжнього опору двовимірної електронної системи із спін-орбітальною взаємодією Рашби. Доведено існування характерних для багатозонних провідників міжпідзонних осциляцій кінетичних коефіцієнтів. Їх період визначається величиною частоти спінової прецесії на рівні Фермі ΩBF. У даному випадку залежність спінового розщеплення від енергії електрона призводить до слабкої температурної залежності амплітуд міжпідзонних осциляцій, яка в розкладанні по гармонікам визначається фактором Λ* = (2π²kBT/ħωc)ħΩBF/ℇF. Завдяки останньому множнику (ħΩBF/ℇF << 1) вона набагато слабкіша за температурне розмиття амплітуд звичайних шубніковських осциляцій.; The temperature dependence of the Shubnikov–de Haas oscillation of longitudinal magnetoresistance of a two-dimensional electron system with the Rashba spin-orbit interaction is analyzed by using the expression for conductivity derived by S.G. Novokshonov and A.G. Groshev, Phys. Rev. B 74, 245333 (2006). It is shown that in the above system there exist magnetointersubband oscillations of the kinetic coefficients characteristic for multisubband conductors. The period of these oscillations is determined by the spin precession frequency at the Fermi level ΩBF. In the case under consideration, the intersubband spin splitting depends on electron energy. This results in a weak temperature dependence of the magneto-intersubband oscillation amplitude, which is determined by Λ* = (2π²kBT/ħωc)ħΩBF/ℇF. This dependence is considerably weaker in comparison to the temperature smoothing of the Shubnikov–de Haas oscillation amplitude due to a small parameter ħΩBF/ℇF << 1.

Влияние инфракрасного излучения на квантовый магнитотранспорт в структурах n-InGaAs/GaAs с двумя сильно связанными квантовыми ямами

Tue, 01 Jan 2013 00:00:00 GMT

Влияние инфракрасного излучения на квантовый магнитотранспорт в структурах n-InGaAs/GaAs с двумя сильно связанными квантовыми ямами Гудина, С.В.; Арапов, Ю.Г.; Неверов, В.Н.; Подгорных, С.М.; Якунин, М.В. Экспериментально исследовано продольное ρxx(B) и холловское ρxy(B) магнитосопротивление в перпендикулярном плоскости образца магнитном поле в наноструктурах n-InGaAs/GaAs с двойными сильно связанными квантовыми ямами в диапазоне магнитных полей B = 0–16 Tл и температур T = 0,05–60 К до и после низкотемпературной подсветки инфракрасным излучением. Появление положительной остаточной фотопроводимости приводит к изменению характера температурной зависимости сопротивления с «диэлектрического» (dρ/dT < 0) при T ≤ 8 К на «металлический» (dρ/dT > 0) при более высоких температурах. Показано, что это связано с появлением температурной зависимости концентрации носителей заряда. Подвижность носителей, имевшая сильную зависимость от температуры до подсветки, после воздействия инфракрасным излучением практически не зависит от температуры.; Експериментально досліджено подовжній ρxx(B) та холлівський ρxy(B) магнітоопір в перпендикулярному площині зразка магнітному полі в наноструктурах n-InGaAs/GaAs з подвійними сильно пов'язаними квантовими ямами в діапазоні магнітних полів B = 0–16 Tл та температур T = 0,05–60 К до та після низькотемпературного підсвічування інфрачервоним випромінюванням. Поява позитивної залишкової фотопровідності призводить до зміни характеру температурної залежності опору з «діелектричного» (dρ/dT < 0) при T ≤ 8 К на «металевий» (dρ/dT > 0) при більш високих температурах. Показано, що це пов'язано з появою температурної залежності концентрації носіїв заряду. Рухливість носіїв, що мала сильну залежність від температури до підсвічування, після впливу інфрачервоного випромінювання практично не залежить від температури.; Longitudinal ρxx(B) and Hall ρxy(B) magnetoresistances are measured as a function of transverse magnetic field in n-InGaAs/GaAs nanostructures with strongly- coupled double quantum wells in the temperature range T = 0.05–60 K and magnetic fields B = 0–16 T before and after low-temperature infrared irradiation. The appearance of persistent photoconductivity causes the type of the temperature dependence of resistance to be changed: from insulator-like (dρ/dT < 0) for T ≤ 8 K to metallic-like (dρ/dT > 0) at higher temperatures. It is shown that this is connected with the temperature dependence of electron density. The strong temperature dependence of electron mobility observed before the illumination practically disappears after infrared irradiation.

Поверхностная магнитная анизотропия наночастиц CoFe₂O₄ с гигантским низкотемпературным гистерезисом

Tue, 01 Jan 2013 00:00:00 GMT

Поверхностная магнитная анизотропия наночастиц CoFe₂O₄ с гигантским низкотемпературным гистерезисом Мозуль, К.А.; Ольховик, Л.П.; Сизова, З.И.; Блудов, А.Н.; Пащенко, В.А.; Баумер, В.Н.; Ващенко, В.В.; Колосов, М.А.; Крышталь, А.П.; Проданов, М.Ф. Наночастицы ферримагнетика CoFe₂O₄ размерами 4–16 нм синтезированы пиролизом смеси ацетил-ацетонатов железа и кобальта. В интервале температур 4,2–500 К исследованы полевые зависимости намагниченности и петли гистерезиса в магнитных полях до 4000 кА/м. Обнаружен весомый знакопеременный по температуре вклад «поверхностной» анизотропии в эффективную магнитную анизотропию наночастиц. Установлена корреляционная связь магнитных характеристик, отражающих специфику малых частиц, таких как «поверхностная» анизотропия, намагниченность, высокополевая восприимчивость.; Наночастинки феримагнетика CoFe₂O₄ розмірами 4–16 нм синтезовано піролізом суміші ацетил-ацетонатів заліза та кобальту. У інтервалі температур 4,2–500 К досліджено польові залежності намагніченості та петлі гістерезису в магнітних полях до 4000 кА/м. Виявлено вагомий знакозмінний по температурі внесок «поверхневої» анізотропії в ефективну магнітну анізотропію наночастинок. Встановлено кореляційний зв'язок магнітних характеристик, які відбивають специфіку малих частинок, таких як «поверхнева» анізотропія, намагніченість, високопольова сприйнятливість.; The ferrimagnetic nanoparticles of CoFe₂O₄ of size 4–16 nm were synthesized by the pyrolysis of a Fe and Co acetylacetonates mixture. The field dependences of magnetization and hysteresis loops were investigated in magnetic fields up to 4000 kA/m at temperatures varied from 4.2 to 500 K. A considetable alternating contribution of “surface” anisotropy to the effective magnetic anisotropy of the nanoparticles was observed. It is found that there is a correlation between the magnetic properties that represent the specificity of small particles namely, between “surface” anisotropy, magnetization, high-field susceptibility.