Главная – Журналы – Поиск по журналам

Развит новый подход к созданию упорядоченных в кольца наноостровков Ge при эпитаксии на поверхности гетерофазной структуры, представляющей собой подложку Si(100) с предварительно созданными на ней затравками в виде нанодисков SiGe или наноколец SiGe. Показано, что пространственная конфигурация островков в группе обусловлена зарождением островков в области локальных минимумов плотности упругой энергии на поверхности круговой затравки. На основе предложенного подхода выращены многослойные структуры с вертикально совмещёнными кольцевыми группами квантовых точек. Проведено исследование элементного состава и люминесцентных свойств упорядоченных структур.

Исследована возможность использования подложек AlN/Al₂O₃ для роста гетероэпитаксиальных структур AlGaN/GaN с двумерным электронным газом. Предложен способ калибровки температуры подложек путём измерения спектров теплового излучения. Установлены различия между подложками AlN/A₂O₃, приводящие к расхождению электрофизических параметров выращиваемых структур. На подложках AlN/Al₂O₃ получены образцы AlGaN/GaN, характеризующиеся подвижностью электронов двумерного электронного газа выше 1300 см²/В · с при концентрации электронов в канале более 1 · 10¹³ см^–2.

Проведено исследование процессов формирования квантовых точек Si в Ge. Показано принципиальное различие процессов зарождения и роста квантовых точек на подложках с разной ориентацией, связанное как с образованием слоя твёрдого раствора SiGe, так и с формой квантовых точек. Определён температурный интервал формирования нанокристаллов Si на Ge(111). Показано, что изменение температуры эпитаксии от 480 до 400 ºС приводит к увеличению содержания кремния в квантовых точках от 58 до 75%. Проведён анализ влияния сурфактантов (в частности, водорода) на зарождение и рост наноостровков кремния; продемонстрированы уменьшение размеров квантовых точек и существенное увеличение их плотности при использовании водорода в качестве сурфактанта. Наблюдаемые эффекты объясняются подавлением поверхностной диффузии атомов в присутствии водорода.

Рассматривается двумерное распределение упругой деформации в полупроводниковых гетероструктурах – квантовых проволоках, характеризующихся анизотропией упругих свойств. Причиной возникновения деформации является несовпадение параметров решёток материала квантовой проволоки и окружающей его среды (матрицы). Такие деформации влияют на положение энергетических зон, поэтому их учёт необходим при расчёте электронных состояний. Показано, что распределение деформации в анизотропной среде является линейной комбинацией двух аналогичных распределений, относящихся к «растянутым» в поперечных направлениях модификациям исходной квантовой проволоки.

На примере задачи вычисления энергетического спектра дырок в системе Ge/Si с квантовыми точками исследована проблема корректности шестизонной kp-модели в применении к гетероструктурам с резкими границами. Граничные условия, удовлетворяющие требованию сохранения потока частиц, а также непрерывности волновой функции на гетерогранице, сформулированы на уровне дифференциальных уравнений и характеризуются единственным параметром μ, который зависит от свойств гетероперехода. Показано, что при определённом выборе μ возникают нефизические интерфейсные состояния, заполняющие всю запрещённую зону. Путём рассмотрения простейших случаев – одиночного гетероперехода и квантовой ямы – найдены условия (диапазон μ) отсутствия таких нефизических состояний.

Предложен новый метод учёта распределения деформации при атомистическом моделировании гетероэпитаксиального роста. Идея метода состоит в том, что кроме элементарных событий, изменяющих конфигурацию кристалла (осаждение новых атомов и прыжки атомов между узлами кристаллической решётки), в расчётный алгоритм включены случайные смещения (тепловые колебания) атомов в пределах узла решётки. Оказалось возможным подобрать вероятности элементарных событий таким образом, чтобы гарантировать стремление свободной энергии системы к минимуму при отсутствии внешних воздействий. Моделирование с помощью предложенного метода воспроизводит основные эффекты гетероэпитаксиального роста, такие как образование трёхмерных островков на напряжённом смачивающем слое (режим роста Странского – Крастанова) и вертикальное упорядочение наноостровков при росте многослойных гетероструктур.

В вычислительном эксперименте исследовано влияние теплообмена через кровлю и подошву газоносного пласта на динамику полей температуры и давления при отборе реального газа через одиночную скважину. Эксперимент выполнен в рамках модифицированной математической модели неизотермической фильтрации газа, которая выводится из законов сохранения массы и энергии, а также из закона Дарси. В качестве замыкающих соотношений использованы физическое и калорическое уравнения состояния, а также закон Ньютона-Рихмана, описывающий теплообмен газоносного пласта с окружающими вмещающими породами. Показано, что влияние теплообмена с окружающей средой на температурное поле газоносного пласта локализовано в узкой зоне вблизи кровли и подошвы, хотя со временем размер этой зоны увеличивается.

Изучается метод сплайн-аппроксимации с помощью воспроизводящего ядра полугильбертова пространства. Сформулированы условия, при которых естественное функциональное пространство однозначно определяется по воспроизводящему ядру, тренду сплайна и области, в которой выполняется сплайн-аппроксимация. Предложена конструкция сплайна с внешним дрейфом, позволяющая аппроксимировать функции, имеющие зоны больших градиентов или разрывы первого рода. Доказана условная положительная определенность нескольких известных радиальных базисных функций.

Предлагается алгоритм решения задачи оптимальной нелинейной фильтрации методом статистических испытаний. В основе алгоритма лежит переход от задачи фильтрации к задаче анализа стохастических систем с обрывами и ветвлениями траекторий, использующий общность структуры уравнений Дункана-Мортенсена-Закаи и обобщенного уравнения Фоккера-Планка-Колмогорова. Решение такой задачи анализа можно найти приближенно, используя методы численного интегрирования стохастических дифференциальных уравнений и методы моделирования неоднородных пуассоновских потоков.

Рассматривается возможность прецессии маятника в кардановом подвесе в условиях колебания точки подвеса за счет внешней периодической силы. Исследование проведено аналитически и на основе численных расчетов параметров прецессии в зависимости от геометрических характеристик маятника и частоты внешнего воздействия.