Исследование фундаментальных физических свойств распространения волн различной природы в твердотельных струтурах

Исследованы тонкопленочные и кристаллические наноструктуры на базе ферромагнетиков, сверхпроводников и квазиодномерных проводников, а также наноструктуры терагерцевого диапазона и приемные устройства на их основе. Кроме того, внимание было уделено методам создания и получения изображений в области радиочастот. Впервые установлена температурная зависимость смешанной спиновой проводимости границы раздела (ферромагнитный металл)/(немагнитный металл) в двухслойной тонкопленочной структуре La₀,₇Sr₀,₃MnO₃/Pt в области значительного изменения намагниченности ферромагнитного слоя. Исследован псевдорезонанс магнитной восприимчивости в ферромагнитных плёнках La₀,₇Sr₀,₃MnO₃ с одноосной плоскостной магнитной анизотропией в условиях, когда вектор внешнего магнитного поля выходил из плоскости плёнки. Разработана, изготовлена и исследована микросхема сверхпроводникового интегрального приемника нового поколения диапазона 450 - 650 ГГц на основе туннельных наностуктур Nb-AlN-NbN. Микросхема интегрального приемника включает СИС-смеситель с планарной сверхпроводниковой приемной антенной, сверхпроводниковый генератор гетеродина и гармонический смеситель для фазовой синхронизации частоты гетеродина. Разработаны и изготовлены болометры структуры сверхпроводник - изолятор - нормальный металл - изолятор - сверхпроводник (СИНИС), интегрированные с планарными двойными щелевыми и логопериодическими антеннами. Оптимизированы конструкция и технология изготовления болометра, измерены вольт-амперные характеристики при температурах 100 - 400 мК и оптический отклик на излучение черного тела. Проведено экспериментальное исследование прототипа интегрального наноболометра с чувствительностью не хуже 108 В/Вт. Обнаружена собственная узкополосная генерация СВЧ-колебаний в туннельной сверхпроводниковой структуре с ферромагнитной барьерной прослойкой, обладающей свойствами спинового фильтра. Изучен токовый транспорт в эпитаксиальных гибридных сверхпроводниковых мезаструктурах из купратного сверхпроводника и сверхпроводящего ниобия с прослойкой из иридата Sr₂IrO₄ (LMO). Оценена высота барьера 200 - 250 мВ при асимметрии барьера 50 - 70 мВ и толщинах прослойки 5 - 10 нм. Исследованы спектры коллективных возбуждений в одномерной электронной системе со спин-орбитальным взаимодействием, создаваемым зарядами изображения, и выяснена спин-зарядовая структура мод коллективных возбуждений. Разработана аналитическая теория краевых состояний в монослоях дихалькогенидов переходных металлов на основе общего граничного условия для двухзонного kp-гамильтониана в случае невзаимодействующих долин.Изучено влияние электромагнитного запаздывания и диссипации на спектр и свойства краевых плазмонов. Показано, что при учёте электромагнитного запаздывания в случае большого превосходства статической проводимости 2D-системы над скоростью света добротность краевых магнитоплазмонов сохраняется при всех частотах, даже в слабых магнитных полях. Впервые исследованы эффекты движения ортогональных волн зарядовой плотности (ВЗП) в двумерном соединении ErTe₃. Обнаружено качественное различие механизмов скольжения высокотемпературной и низкотемпературной ВЗП. Экспериментально исследован процесс возникновения СВЧ-колебаний в тонкопленочной туннельной мезаструктуре, состоящей из эпитаксиальной пленки купратного сверхпроводника YBa₂Cu₃O₇₋ₓ, барьерной прослойки из манганита LaMnO₃ и верхнего сверхпроводящего бислоя Au/Nb; обладающей свойствами спинового фильтра. Обнаружена СВЧ-генерация с шириной линии порядка 50 МГц при изменении внешнего слабого магнитного поля |H| < 10 Э и тока смещения. Изучена перестройка режимов доменной неустойчивости в резонаторных структурах на основе короткопериодных сверхрешеток GaAs/AlAs как при самовозбуждении ТГц-резонатора, так и в его отсутствие. Обнаружен гистерезис тока при прямой и обратной развертке напряжения, который вызван переходом между режимами со статическим и движущимся доменом. В короткопериодных сверхрешетках GaAs/AlAs с ТГц-резонатором продемонстрировано возбуждение в резонаторе колебаний значительной амплитуды.