Выпуск №1(1), октябрь - ноябрь, 2022

ОБРАЩЕНИЕ ГЛАВНОГО РЕДАКТОРА

  стр. 4

Раздел 1. Теоретическая электродинамика

МАГИЧЕСКИЙ РАДИУС КВАНТОВОЙ ТОЧКИ ДВУХСЛОЙНОГО АА ГРАФЕНА
Сбойчаков А.О., Рожков А.В., Рахманов А.Л.

  стр. 6-11

        В статье исследуются электронные свойства квантовой точки, изготовленной из двухслойного AA графена круглой формы. Наблюдается дискретный набор радиусов точки, при которых электронные состояния с низкой энергией вырождены по квантовому числу, характеризующему четность волновой функции относительно перестановки слоев. По аналогии с «магическими углами» в подкрученном двухслойном графене мы называем эти радиусы «магическими». Такая особенность уникальна для структур AA и связана со специфической слоевой симметрией двухслойного AA графена: четность самого высокого занятого уровня энергии изменяется с симметричного по индексу слоя на антисимметричный, когда радиус точки AA равен ее магическому значению. Исследуется аналогия в электронной структуре между подкрученным двухслойным графеном при магическом угле поворота и квантовой точкой AA графена с магическим радиусом. Эта аналогия может быть полезна для теоретического описания электронных свойств подкрученного двухслойного графена.

Ключевые слова: двухслойный графен, электронная структура, квантовая точка

Раздел 2. Вопросы экспериментальной электродинамики

АКТИВНЫЙ УПРАВЛЯЕМЫЙ ЭКРАН ДЛЯ САНТИМЕТРОВЫХ ВОЛН НА ОСНОВЕ ТОНКИХ ПЛЁНОК ДИОКСИДА ВАНАДИЯ
Полозов В.И., Маклаков С.С., Маклаков С.А., Набоко А.С., Басков К.М., Петров Д.А., Кисель В.Н.

  стр. 12-17

         Разработан метод создания активного экрана для сантиметрового диапазона длин волн на основе неэпитаксиальной тонкой плёнки VO₂ большой площади на подложке из поликристаллического Al₂O₃. Изменение частотного отклика осуществляется путём перевода VO₂ из диэлектрического состояния в металлическое, происходящего в процессе фазового перехода металл-диэлектрик. В открытом состоянии (VO₂ - диэлектрик) разработанная структура является полосовым фильтром с центральной частотой в 14 ГГц, коэффициентом прохождения (КП) на этой частоте -0,9 дБ и полосой пропускания по уровню -3 дБ, равной 10 ГГц. После перехода VO₂ в металлическое состояние при нагреве образца до 45 °С устройство становится отражателем: на центральной частоте КП резко падает и при температуре 80 °С составляет -10,1 дБ. Разработанный экран представляет собой массив прямоугольных апертур в металлическом слое, нанесённом непосредственно на слой VO₂. Нанесение металлической плёнки и последующее формирование в ней апертур методом фотолитографии с последующим жидкостным травлением не повлияли на свойства функциональной плёнки VO₂. Благодаря тому, что нанесение и слоя VO₂, и слоя металла выполнено при помощи магнетронного распыления, предлагаемый метод может быть с легкостью масштабирован и применён для создания серийных образцов управляемых широкополосных экранов.

Ключевые слова: диоксид ванадия, тонкие плёнки, переход металл-диэлектрик, активные экраны, переключаемые СВЧ устройства

Раздел 3. Вычислительная электродинамика

МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВУХПОЗИЦИОННОЙ ДИАГРАММЫ РАССЕЯНИЯ ТЕЛА НА ОСНОВЕ ДАННЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ПЛОСКОСТИ В БЛИЖНЕЙ ЗОНЕ
Балабуха Н.П., Коняев Д.А., Шапкина Н.Е.

  стр. 18-25

              Исследуется способ нахождения поля в дальней зоне путем пересчёта из ближней зоны в дальнюю при измерениях на плоской поверхности сканирования. При этом строго учитывается тот факт, что поверхность сканирования является усечённой. В работе предложено развитие метода для сканирования поля в ближней зоне на плоскости в векторном случае. Было проведено численное моделирование с использованием предложенного метода, а так же произведено сравнение результатов расчётов с результатами, полученными традиционным методом, где поле вне области сканирования предполагается равным нулю. Тесты проводились с использованием в качестве рассеивателя идеально проводящего цилиндра, размеры которого близки к длине волны падающего излучения.
           Расчёты показали, что, несмотря на более строгий учёт, метод даёт результаты, очень близкие к результатам традиционного метода. Последнее обстоятельство, дополненное необходимостью правильного подбора параметров и повышенными требованиями к вычислительным ресурсам, делает традиционный метод предпочтительным

Ключевые слова: двухпозиционные ЭПР, пересчёт поля из ближней зоны в дальнюю, сканирование в ближней зоне, плоский сканер, рассеяние электромагнитных волн

ПОДАВЛЕНИЕ ЭФФЕКТА ГИББСА ПРИ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКЕ СИГНАЛОВ С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ
Басков К.М., Семененко В.Н., Фурманова Т.А., Чистяев В.А.

  стр. 26-34

              В статье представлен способ подавления эффекта Гиббса, который наблюдается при цифровой обработке результатов измерений S-параметров различных образцов материалов методом TimeDomain и приводит к существенным погрешностям измерений. Способ основан на введении в обрабатываемый сигнал функции предыскажения. В результате во временной области обрабатываемый сигнал существенно укорачивается, что существенно уменьшает погрешности измерений, cвязанные с эффектом Гиббса при оконном преобразовании Фурье функций с разрывом. Представлены два варианта функции предыскажения: линейная функция предыскажения и функция предыскажения в виде скользящего среднего. Эффективность применения линейной функции предыскажения продемонстрирована как численно, так и экспериментально. Показано, что, в случае если в истинном сигнале существует узкополосный резонанс, то его временной спектр оказывается очень длинным. Это приводит к усилению эффекта Гиббса при цифровой обработке такого сигнала, а линейная функция предыскажения не позволяет в полной мере его подавить. C помощью математического моделирования показано, что функция предыскажения в виде скользящего среднего позволяет существенно повысить точность восстановления истинного сигнала, в котором наблюдается узкополосный резонанс.

Ключевые слова: TimeDomain, эффект Гиббса, коэффициент пропускания, коэффициент отражения, S-параметры, преобразование Фурье

РАЗРАБОТКА КОНФИГУРАЦИЙ ОБРАЗЦА ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ КОЭФФИЦИЕНТА ЗЕРКАЛЬНОГО ОТРАЖЕНИЯ
Гильмутдинов Р.В., Меньших Н.Л., Фёдоров С.А.

  стр. 35-38

              В данной работе сравнивалось влияние различных структур плоских образцов материалов на методическую погрешность метода замещения в бистатической постановке при измерении модуля коэффициента зеркального отражения (МКО) и определении угла Брюстера. Структуры представляют собой образец, ребра и тыльная сторона которого покрыты радиопоглощающими материалами. Методом моментов в программе FEKO были исследованы структуры на основе материала из модельных магнитодиэлектриков с не зависящими от частоты параметрами среды. Проведено сравнение полученных результатов между собой и с результатами аналитических расчётов по формулам Френеля МКО, проведённых при рассмотрении бесконечного плоского слоя материала. Путем численных экспериментов показано, что применение структур позволяет уменьшить влияние краевых эффектов и повысить точность измерений, включая минимум МКО при угле Брюстера. Выделены виды структур, уменьшающие влияние как первичной, так и вторичной дифракции. Также в работе исследовалось влияние рёбер на эффекты первичной дифракции. Применение представленных в работе структур образцов позволяет уменьшить влияние дифракционных эффектов во всем рабочем частотном и угловом диапазоне. Выводы о преимуществе структур, полученные в данной работе, применимы к любым магнитодиэлектрическим материалам с потерями.

Ключевые слова: бистатические измерения, краевые эффекты, коэффициент отражения, метод моментов, FEKO

Раздел 4. Взаимодействие электромагнитного поля с материалами

ЭФФЕКТЫ СТАТИСТИКИ ФОТОНОВ ПРИ СМЕШЕНИИ ВОЛН НА ЕДИНИЧНОМ КУБИТЕ
Погосов В.В., Дмитриев А.Ю., Астафьев О.В.

  стр. 39-41

        Рассматривается теоретически смешение волн при облучении одиночного сверхпроводникового кубита двумя фотонными полями. Первый сигнал — это классический монохроматический сигнал (накачка), а второй — неклассический свет. В частности, мы рассматриваем два примера неклассического света: (1) широкополосный сжатый свет, который может генерировать вырожденный параметрический усилитель, и (2) периодически возбуждаемую квантовую суперпозицию фоковских состояний с 0 и 1 фотонами, которая может порождаться источником одиночных фотонов (кубитом-источником) при накачке его соответствующими импульсами. Показано, что смешение классических и неклассических фотонных полей приводит к появлению боковых пиков в рассеянном излучении из-за упругого многофотонного рассеяния на пробном кубите, который выступает в роли нелинейного элемента. Продемонстрировано, что структура боковых пиков качественным образом отличается от ситуации, когда смешиваются два классических монохроматических сигнала с немного отличающимися частотами. Наиболее интересной особенностью является отсутствие некоторых боковых пиков, отвечающих отдельным многофотонным процессам, которые оказываются невозможными из-за особенностей статистики падающей волны. Сделан общий вывод о том, что анализ амплитуд пиков можно использовать для исследования статистики фотонов в неклассической моде, что потенциально может найти применение в квантовой сенсорике.

Ключевые слова: кубит, фотон, нелинейные оптические процессы, смешение волн, квантовая статистика