Выпуск № 5 (7), октябрь — ноябрь 2023
Содержание номера
|
Раздел 1. Теоретическая электродинамика |
|
|
ЭЛЕКТРОН-ЭЛЕКТРОННОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ В ПОДКРУЧЕННОМ ДВУХСЛОЙНОМ ГРАФЕНЕ ПРИ БОЛЬШИХ УГЛАХ ПОДКРУТКИ: ПЕРЕНОРМИРОВКА ПАРАМЕТРОВ ФЕРМИ-ЖИДКОСТИ |
стр. 4 - 14 |
|
Аннотация В работе исследуется влияние электрон-электронного взаимодействия на свойства электронной жидкости подкрученного двухслойного графена. Рассматриваются структуры, имеющие небольшой размер сверхъячейки, что соответствует большим углам подкрутки. В этом случае одноэлектронный спектр имеет щель, которая возникает на уровне Ферми за счет гибридизации электронов, движущихся в разных слоях. Электрон-электронное взаимодействие перенормирует параметры одночастичного гамильтониана. Эффективное взаимодействие вычисляется с помощью приближения хаотических фаз. Используя однопетлевую собственно-энергетическую диаграмму, мы рассчитываем квазичастичный вычет, а также перенормировку щели и скорости Ферми как функции затравочной щели. Мы показываем, в частности, что перенормированная щель может превосходить затравочное значение примерно в два раза. Ключевые слова: графен, электронная структура, электрон-электронное взаимодействие Abstract We study the impact of the electron-electron interaction on the properties of the Fermi-liquid of twisted bilayer graphene. We consider the structures having small enough sizes of the supercell, which corresponds to the large twist angles. In this case, single-particle spectrum has a gap at the Fermi level due to the hybridization of electrons moving in different layers. Electron-electron interaction renormalizes the parameters of the single-particle Hamiltonian. We calculate the quasiparticle residue as well as the renormalized Fermi velocity and the gap as functions of the bare gap. We show, in particular, that that the renormalized gap can be approximately two times larger than the bare one. Keywords: graphene, electronic structure, electron-electron interaction |
|
|
О МАГНИТНОЙ ЭНЕРГИИ ФЕРРОМАГНИТНОЙ ЧАСТИЦЫ С ПОЛОСТЬЮ |
стр. 15 - 22 |
|
Аннотация В работе исследуются композитные материалы, состоящие из ферромагнитных частиц, помещенных в немагнитную диэлектрическую среду. Предполагается, что ферромагнитные частицы не являются сплошными, а содержат в себе пустотелую полость, размеры которой могут быть порядка размера самой частицы. В работе частицы моделируются шарами с вырезанной сердцевиной. Целью работы является выяснить возможное распределение намагниченности внутри такой частицы, оптимальное с точки зрения собственной магнитной энергии. С этой целью рассматриваются три возможные конфигурации: однородно намагниченное состояние, состояние с двумя доменами, а также состояние, в котором намагниченность неоднородна и закручена в определенной плоскости. В работе показано, что при определенных предположениях относительно характера магнитной анизотропии третья конфигурация наиболее оптимальна из трех рассмотренных, если размеры частицы (ее радиус и толщина ферромагнитного слоя) много больше обменной длины. Ключевые слова:магнитные композитные материалы, магнитостатика, магнитная анизотропия, доменная структура Abstract We study composite materials consisting of ferromagnetic particles embedded into a non-magnetic dielectric medium. It is assumed that ferromagnetic particles are not fulfilled, but contain a cavity, the dimension of which can be of the order of the size of the particle itself. In this work we model the particles by balls with a cut-out core. The aim of this work is to find out the possible distribution of the magnetization inside such a particle, which is optimal in terms of its magnetic energy. For this purpose, three possible magnetic configurations are considered: a uniformly magnetized state, a state with two magnetic domains, as well as a state in which the magnetization is inhomogeneous and twisted in a certain plane. It is shown that under certain assumptions about the properties of the magnetic anisotropy, the third configuration is the optimal of the three considered if the particle size (its radius and thickness of the ferromagnetic region) is much larger than the exchange length. Keywords: magnetic composites, magnetostatics, magnetic anisotropy, domain structure |
|
|
Раздел 2. Вычислительная электродинамика |
|
|
ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ШИРОКОПОЛОСНОЙ АНТЕННЫ В КАЧЕСТВЕ ОБЛУЧАТЕЛЯ КОЛЛИМАТОРА |
стр. 23 - 29 |
|
Аннотация
В данной работе исследована возможность применения широкополосных антенн в качестве облучателей зеркальных коллиматоров. Было рассмотрено два типа облучателей (исходный и модифицированный) на базе широкополосной антенны Satimo SH2000. Создана приближенная компьютерная модель компактного полигона с рефлектором МАРК-12. Методом физической оптики рассчитано поле в рабочей зоне. Было проведено сравнение характеристик поля, полученных при использовании разных облучателей. Исследован вклад плавно меняющейся составляющей поля в неравномерность распределения поля. Описана зависимость неравномерности амплитуды и фазы от частоты. Показано, что применение облучателя с модифицированной диаграммой направленности позволяет уменьшить неравномерность амплитуды поля в рабочей зоне во всей полосе частот и сохранить приемлемую неравномерность фазы. Ключевые слова: компактный полигон, FEKO, облучатель, зеркальный коллиматор, рабочая зона Abstract In this work, the opportunity of applying broadband antennas as feeds for reflector collimators was investigated. Two types of feeds (original and modified) based on the Satimo SH2000 broadband antenna were considered. An approximate computer model of a compact range with a MARK-12 reflector has been created. The field in the quiet zone was calculated using the physical optics method. A comparison was made of the field characteristics obtained using different feeds. The contribution of a smoothly varying field component to the unevenness of the field distribution has been studied. The dependence of amplitude and phase unevenness on frequency was described. It was shown that the use of an feed with a modified radiation pattern makes it possible to reduce the unevenness of the field amplitude in the quiet zone throughout the entire frequency band and maintain acceptable phase unevenness. Keywords: compact range, FEKO, feeds, collimator, quiet zone |
|
|
Раздел 3. Взаимодействие электромагнитного поля с материалами |
|
|
МЕТАМАТЕРИАЛ С ПОВЫШЕННОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТЬЮ И ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТЬЮ, БЛИЗКОЙ К ЕДИНИЦЕ. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ |
стр. 30 - 38 |
|
Аннотация Статья является продолжением работы, в которой были исследованы электродинамические свойства механически прочного метаматериала с диэлектрической проницаемостью, близкой к единице. В предыдущей работе было показано, что этот материал может быть эффективным при создании радиопрозрачных укрытий. При этом такой метаматериал имеет существенный недостаток для использования его в радиопрозрачных укрытиях, а именно, он обладает пространственной дисперсией магнитной проницаемости при падении на слой из такого материала Е поляризованной электромагнитной волны. Настоящая статья посвящена исследованиям, направленным на устранение этого недостатка и, как следствие, повышение радиотехнического качества такого метаматериала. В статье показано, что включение в состав метаматериала дополнительной периодической решётки из тонких спиралей, установленных перпендикулярно его поверхности, позволяет существенно уменьшить зависимость от угла падения магнитной проницаемости, которая наблюдается при падении на метаматериал Е поляризованной волны. Ключевые слова: метаматериал, антенна, радиопрозрачное укрытие, коэффициент пропускания, диэлектрическая проницаемость Abstract The article is a continuation of the work in which the electrodynamic properties of a mechanically strong metamaterial with a dielectric constant close to unity were investigated. In previous work, it was shown that such a material can be effective in creating radomes shelters. At the same time, such a metamaterial has a significant drawback, namely, it has a spatial dispersion of magnetic permeability when a E polarized electromagnetic wave falls on a layer of such material. This article is devoted to research aimed at eliminating this shortcoming and, as a result, improving the radio engineering quality of such a metamaterial. The article shows that the inclusion in the composition of the metamaterial of an additional periodic lattice of thin spirals installed perpendicular to its surface makes it possible to significantly reduce the dependence on the angle of incidence of magnetic permeability, which is observed when a E polarized wave falls on the metamaterial. Keywords: metamaterial, antenna, radome, transmission coefficient, permittivity |
|
|
ЛАМИНИРОВАННЫЕ НАНОМАТЕРИАЛЫ ДЛЯ СВЧ: ВОЗМОЖНОСТИ И ОГРАНИЧЕНИЯ |
стр. 39-57 |
|
Аннотация
Для решения многих задач микроволновой техники необходимы объемные материалы с максимально высокими значениями магнитной проницаемости в СВЧ диапазоне. Известно, что предельные значения достижимы при использовании тонких ферромагнитных пленок. Статья представляет собой обзор результатов, полученных в ходе разработки нового типа композитных материалов ламинатов, изготовленных из многослойных тонких ферромагнитных пленок, нанесенных на лавсановую подложку; рассмотрены теоретические оценки их применения и обнаруженные в ходе экспериментальных исследований ограничения, оценивается современное состояние дел и перспективы развития. Ключевые слова:высокочастотные измерения, магнитные материалы, тонкие пленки, СВЧ магнитная проницаемость, ферромагнитный резонанс Abstract Many problems of microwave technology needs bulk materials with the highest possible values of permeability at microwaves. It is known that these values are achievable with use of thin ferromagnetic films. The article presents an overview of the results obtained during the development of a new type of composite materials - laminates of multilayer thin ferromagnetic films deposited onto a polymer substrate; theoretical assessments of their application and limitations found under study are considered, the current state of affairs and development prospects are assessed. Keywords: microwave measurements, magnetic materials, thin films, microwave permeability, ferromagnetic resonance |