Рассмотрены операторы Шредингера с постоянным магнитным полем в изогнутой цепочке и цепочке связанных шаров Y-типа. Связь существует за счет точечных отверстий в точках соприкосновения соседних сфер. Математической основой модели является теория самосопряженных расширений симметричных операторов. Выведены и проанализированы спектральные уравнения для модельных операторов в каждом случае.

В данной работе в пространстве обобщенных функций рассматривается линейное уравнение в частных производных параболического типа как уравнение диффузии нейтронов при наличии поглощения нейтронов атомным ядром с нелинейными импульсными эффектами. С помощью краевых условий Дирихле получена спектральная задача и исследована эта проблема. Применен метод Фурье разделения переменных. Получена счетная система нелинейных функционально-интегральных уравнений относительно коэффициентов Фурье неизвестной функции. Доказана теорема об однозначной разрешимости счетной системы функциональных интегральных уравнений. Метод последовательных приближений используется в сочетании с методом сжимающего отображения. Получены критерии единственности и существования обобщенного решения импульсной смешанной задачи. Решение смешанной задачи получено в виде ряда Фурье. Доказана равномерная сходимость рядов Фурье.

Изучен эффект антигруппировки фотонов в моде накачки и гармонических модах в процессе генерации шестой гармоники. Для нескольких частных случаев в картине Гейзенберга получен обобщенный гамильтониан взаимодействия и с помощью метода временной теории возмущений исследована возможность наблюдения антигруппировки фотонов. Показано, что антигруппировка фотонов в поле накачки зависит от числа фотонов накачки, времени взаимодействия и параметра межмодового взаимодействия. При одинаковом количестве фотонов накачки мы пришли к выводу, что антигруппировка фотонов третьего порядка более неклассическая, чем антигруппировка фотонов второго и первого порядка. В этом процессе эффект антигруппировки фотонов менее выражен в гармонических модах по сравнению с модой накачки. Показано, что антигруппировка фотонов более заметна при меньших временах взаимодействия по мере увеличения глубины неклассичности и уменьшения корреляционной функции второго порядка. Показано, что гамильтоново взаимодействие первого порядка, которое стимулирует как поля накачки, так и гармонические поля, создает большую неклассичность, чем гамильтоново взаимодействие второго порядка. Найдено, что когерентное состояние, или вакуумное состояние поля накачки с ненулевым гармоническим полем создает кластеры фотонов, поскольку поле накачки вызывает взаимодействие, приводящее к эффектам группировки. Интерпретируется, что степень антигруппировки фотонов максимальна в областях, где вторая корреляционная функция минимальна. Было показано, что антигруппировка фотонов является одним из квантовых свойств света.

Исследование современных материалов насыщающегося поглотителя (SA), которые демонстрируют исключительные характеристики для выполнения операций переключения добротности и синхронизации мод, остается динамичной областью исследований в области волоконных лазеров. Замечательная оптическая нелинейность в сочетании с высокой термической и химической стабильностью материалов фазы MAX делает их перспективными кандидатами на роль высокопроизводительных СА. В этом исследовании мы продемонстрировали потенциал фазы Ti₃AlC₂ MAX в качестве эффективного материала для применения в волоконных лазерах с модуляцией добротности и синхронизацией мод. Пленка Ti₃AlC₂ была синтезирована простым и экономичным методом литья с использованием поливинилового спирта (ПВС) в качестве основного материала. SA был умело сконструирован из пленки с использованием многослойной платформы с оптоволоконными наконечниками и легко интегрирован в кольцевой резонатор волоконного лазера, легированного эрбием (EDFL). Первоначально был реализован стабильный лазер с модуляцией добротности с центральной длиной волны 1531 нм. Частота повторения заметно увеличилась с 35,0 до 50,8 кГц, а длительность импульса уменьшилась с 6,58 до 3,40 мкс при регулировке мощности накачки в диапазоне от 25,98 до 58,29 мВт. Примечательно, что максимальная выходная мощность 2,49 мВт и энергия импульса 49,02 нДж были зафиксированы при мощности накачки 58,29 мВт. Впоследствии в аналогичный резонатор лазера было добавлено дополнительное одномодовое волокно длиной 200 м, что привело к генерации стабильного лазера с синхронизацией мод с пороговой мощностью накачки 81,37 мВт, работающего на центральной длине волны 1558,96 нм. Наблюдаемая стабильная частота следования 969,3 кГц в сочетании с длительностью импульса 300 нс продемонстрировала устойчивую работу при увеличении мощности накачки с 81,37 до 113,68 мВт. Эти результаты подчеркивают исключительные характеристики Ti₃AlC₂ SA как для приложений с модуляцией добротности, так и для синхронизации мод. Универсальность этих лазеров делает их ценными для различных применений, включая микрообработку материалов, генерацию гребенки частот и дистанционное зондирование.

Магнитные скирмионы считаются перспективными кандидатами для кодирования битов информации в устройствах беговой магнитной памяти. Запись информации в таких устройствах происходит путем создания скирмионов. Данная работа посвящена поиску подходов, позволяющих сделать этот процесс максимально энергоэффективным. Одним из факторов, влияющих на создание скирмионов, является геометрия трека, на котором происходит запись. Мы изучили влияние формы и размера вырезов на границах треков на энергетические барьеры зарождения скирмионов. Показано, что наличие неровностей на границе трека способствует генерации скирмионов и лучшим решением является глубокий узкий вырез. С другой стороны, скорость зарождения скирмионов меньше для гладких границ, и генерация скирмионов может быть подавлена их взаимодействием с границей трека, если размер выреза меньше радиуса скирмиона. Эти результаты могут быть использованы при разработке будущих устройств памяти на основе скирмионов.

Углеродные пленки были получены методом магнетронного распыления графита в аргоновой атмосфере на различных металлических подложках. В результате образуется переход “металл-полупроводник” т.к. температурная зависимость сопротивления пленок носит полупроводниковый характер. Были изучены вольт-амперные характеристики перехода при различных температурах окружающей среды, а также обнаружена деградация его электрических свойств со временем.

В работе предложена аналитическая модель туннельно-рекомбинационных процессов при прямом и обратном смещениях в светодиодных структурах на основе InGaN/GaN с квантовой ямой. Сопоставление модели с экспериментом позволило определить энергии центров рекомбинации в КЯ – 0.22 и 0.45 эВ. Эти энергии могут соответствовать центрам, которые образованы дефектными комплексами вдоль нитевидных дислокаций, таких как дивакансии ((VGa VN), и точечным изолированным дефектом, который наблюдается в слоях GaN n-типа, выращенных различными методами, соответственно.

Сочетание ультразвукового воздействия на церийфосфатные гели с их последующей гидротермально-микроволновой обработкой привело к образованию наноразмерных фаз NH₄Ce₂(PO₄)₃ или KCe₂(PO₄)₃. Солнцезащитный фактор (SPF) и фактор защиты от УФ-А-излучения (UVAPF) для двойных ортофосфатов церия(IV) с наименьшими размерами частиц превысили значения 4 и 3,5 соответственно, что оказалось значительно выше соответствующих значений для образцов, состоящих из более крупных частиц. Полученные данные превосходят ранее опубликованные значения для аналогичных соединений церия и, таким образом, указывают на перспективность применения полученных соединений в солнцезащитных средствах.

В данной работе исследовано влияние исходных реагентов на фазовый состав и морфологию феррита магния, полученного сжиганием глицин-нитратного геля. Локальное окружение ионов железа в геле-прекурсоре детально изучено методами ИК-Фурье, XANES- и EXAFS-спектроскопии. Установлено, что в геле-прекурсоре, полученном растворением металлов (Mg, Fe) в разбавленной азотной кислоте, образуются биядерные комплексы Fe(III), тогда как в аналогичном геле-прекурсоре, полученном из кристаллогидратов нитратов соответствующих металлов преобладают трехъядерные комплексы Fe(III). Горение геля, состоящего из биядерных комплексов Fe(III), приводит к образованию нанокристаллического порошка феррита магния, характеризующегося унимодальным распределением частиц по размерам.

Наночастицы цинк-марганцевого феррита, обозначенные как Zn_xMg_1-xFe₂O₄, где x находится в диапазоне от 0 до 1, были синтезированы методом растворного горения с использованием глицина в качестве органического топлива при стехиометрическом окислительно-восстановительном соотношении. Полученные композиции прошли комплексную характеризацию с использованием сканирующей электронной микроскопии, энергодисперсионной спектроскопии и порошковой рентгеновской дифрактометрии. Магнитные и электрохимические свойства тщательно исследовали с помощью вибрационного магнитометра и циклического вольтметра соответственно. Анализ выявил средний размер частиц во всех синтезированных образцах от 24,9 до 30,8 нм, степень кристалличности достигала 93-96%. Примечательно, что наблюдались изменения магнитного поведения в зависимости от содержания магния в образцах. Самые высокие магнитные параметры зафиксированы для Zn_0,4Mg_0,6Fe₂O₄ (Ms = 27,78 эме/г, Mr = 3,77 эме/г, Hc = 21,4 Э). Кроме того, электрохимическая емкость синтезированных порошков зависела от включения катионов магния в кристаллическую решетку. Эти результаты подчеркивают значимость содержания магния в модуляции магнитных и электрохимических свойств наночастиц Zn_xMg_1-xFe₂O₄, синтезированных методом растворного горения.

Определено положение концентрационной области устойчивости соединений переменного состава со структурой пирохлора, формирующихся в системе Bi₂O₃-Fe₂O₃-WO₃ в гидротермальных условиях при температуре T = 200 °C и давлении P = 7 МПа. Установлено, что область устойчивости фазы пирохлора в продольном направлении ограничена в пределах атомных соотношений 0.47 < Bi/W < 1.25, а в поперечном направлении в пределах 1.14 < Bi/Fe < 1.87. Показано, что параметр a кубической элементарной ячейки фазы пирохлора зависит от химического состава соединения следующим образом: линейно возрастает от ~ 10.3319 Å до ~ 10.4199 Å с увеличением атомного соотношения Bi/W от ~ 0.47 до ~ 1.25. Установлено, что со стороны системы Bi₂O₃-WO₃ имеется область двухфазного равновесия, в которой фаза пирохлора переменного состава сосуществует с соединением Bi2WO6, формирующемся в виде пластинчатых (толщиной h ~ 50‒100 нм) наночастиц. Показано, что со стороны системы Bi₂O₃-Fe₂O₃ имеется область составов, в которой фаза пирохлора наиболее обогащённого по оксиду висмута состава сосуществует с соединением Bi₂WO₆, формирующемся в виде стержневидных (h ~ 10‒30 нм) наночастиц, и с рентгеноаморфной фазой, формирующейся в виде нанокристаллических частиц размером около 10 нм. Показано, что верхний температурный предел области устойчивости полученных соединений со структурой пирохлора не превышает 725 °C, что позволяет синтезировать их только методами «мягкой химии».

Предлагается математическое выражение для описания температурной зависимости теплопроводности гетеровалентных твердых растворов M_1-xR_xF_2+x, где М – щелочноземельные, R -редкоземельные элементы в, демонстрирующих концентрационный переход теплопроводности от кристаллической к стеклоподобной. Апробация на примере твердого раствора Са_1-xYb_xF_2+х показывает перспективность предлагаемой модели с возможностью улучшающих модификаций.

Наночастицы фторида церия (CeF₃), являясь уникальным нанозимом и редокс-активным наноматериалом, демонстрируют перспективные возможности их использования для передовых биомедицинских применений. Легирование наночастиц CeF₃ другими химическими элементами позволяет повысить их каталитическую активность, придать им новые функциональные свойства, а также повысить эффективность их взаимодействия с ионизирующим излучением, что важно при разработке новых нанорадиосенсибилизаторов. В этой статье мы синтезировали цитрат-стабилизированные наночастицы Ce_0.75Bi_0.15Tb_0.1F₃, которые демонстрируют высокую коллоидную стабильность, обладают хорошими люминесцентными свойствами и радиационно-индуцированной окислительно-восстановительной активностью. Анализ цитотоксичности наночастиц Ce_0.75Bi_0.15Tb_0.1F₃ на культурах нормальных и опухолевых клеток in vitro показал чувствительность линий опухолевых клеток (B16/F10 и EMTP6) к наночастицам в высоких концентрациях (0,5-1 мМ). Полученные экспериментальные результаты позволяют рассматривать наночастицы Ce_0.75Bi_0.15Tb_0.1F₃ в качестве возможной платформы для разработки нового класса нанорадиосенсибилизаторов для целей лучевой терапии.

Композитные пленки на основе ароматического полиамидоимида с карбоксилсодержащими фрагментами в повторяющихся звеньях (ПАИ-Ас), содержащие гидросиликатные нанотрубки (Mg,Fe)₃Si₂O₅(OH)₄, структурно чувствительны к молекулярной массе используемого полимера. По данным мёссбауэровской спектроскопии, нанотрубки, введенные в полимерную матрицу, как правило, сохраняют свою первоначальную структуру. При использовании полимера с относительно низкой молекулярной массой образуются композитные пленки, нестабильные при первапорации циклогексана и этанола. В случае высокомолекулярного полимера полученные мембраны стабильны при первапорации. Они более проницаемы для полярных жидкостей по сравнению с базовым полимером и композиционными мембранами, содержащими нанотрубки Mg₃Si₂O₅(OH)₄. Анализ обнаруженных отличий свойств исследованных нанокомпозитов с железосодержащими нанотрубками в матрице ПАИ-Ак от аналогичных нанокомпозитов с магнийсодержащими нанотрубками позволяет сделать вывод о необходимости изучения композиционных мембран с железосодержащими наночастицами другой структуры.

Разработан экологичный и энергоэффективный подход к получению пористых углерод-минеральных адорбентов из отходов сельского хозяйства (рисовая шелуха, пшеничные отруби) и осадочного углеродсодержащего сырья (высокозольный торф, уголь). Он основан на неполном сжигании в реакторе с кипящим слоем катализатора глубокого окисления при пониженных температурах (465 – 600 °С). Данный подход позволяет получать пористые углеродсодержащие материалы с повышенным содержанием минеральной компоненты, состав и содержание которой зависит от используемого сырья, а также газообразные продукты полного окисления. Было обнаружено, что полученные адсорбенты обладают развитой пористой структурой с удельной поверхностью по БЭТ ~50 – 170 м²·г^-1, объемом пор 0,05 – 0,17 мл·г^-1, зольностью 16 – 79 мас. %. Данные материалы были дополнительно исследованы методами ТГА и ИК-спектроскопии. Их тестирование в качестве адсорбентов ионов тяжелых металлов (на примере Cu²⁺) и органических красителей (на примере метилового зеленого) показало, что их адсорбционная способность сравнима с адсорбционной способностью биоуглей, полученных традиционными пиролитическими методами.

Мы представляем плазмонный биосенсорный анализ включения для обнаружения инсулина с помощью аптамерной ДНК, основанный на плазмонном взаимодействии двухслойных массивов нанодисков золота и серебра сантиметрового масштаба и наночастиц золота. Крупномасштабные наноструктуры были изготовлены методом лазерной интерференционной литографии. Детектирующий оптический сигнал - спектры экстинкции системы контролировались методом УФ-видимой спектрофотометрии. Трехмерное моделирование во временной области с конечной разностью использовалось для наблюдения за плазмонным взаимодействием сенсорной системы. Платформа демонстрирует исключительно большой сигнал включения за счет красного смещения на 120 нм пика локализованного поверхностного плазмонного резонанса, что приводит к пределу обнаружения 140 пМ. Наноструктуры локализованного поверхностного плазмонного резонанса сантиметрового масштаба в сочетании со схемой включения могут предложить многообещающую биосенсорную платформу «сенсор на кристалле».