These notes have appeared as a result of a one-term course in superfluidity and superconductivity given by the author to fourth-year undergraduate students and first-year graduate students of the Department of Physics, Moscow State University of Education. The goal was not to give a detailed picture of these two macroscopic quantum phenomena with an extensive coverage of the experimental background and all the modern developments, but rather to show how the knowledge of undergraduate quantum mechanics and statistical physics could be used to discuss the basic concepts and simple problems, and draw parallels between superconductivity and superfluidity.
Представлены и реализованы схемотехнические решения питания установки для получения нетканых материалов методом электроформования на коллекторы, покрытые диэлектриком. При помощи нескольких высоковольтных коммутаторов достигается периодическая смена полярности полимерного раствора, что позволяет осуществить осаждение полимерной струи при отсутствии стекания заряда с формованного материала. Приведены характерные электрические характеристики процесса и показаны возможные модификации установки.
Учебно-методическое пособие предназначено для учащихся старших классов средних общеобразовательных учреждений, участвующих в летней практике по физике СПбГУ. Оно может быть полезно также учащимся и преподавателям средних специальных учебных заведений и студентам младших курсов естественно-научных факультетов университетов.
Лабораторная работа выполняется на оборудовании Образовательного ресурсного центра по направлению физика Научного парка СПбГУ (http://researchpark.spbu.ru).
В учебно-методическом пособии изложены теоретические и экспериментальные сведения о резонансе форме — важнейшем явлении в формировании электронной структуры молекул, кластеров и твердых тел. Описан механизм формирования резонансов формы в спектрах фотоэмиссии из многоатомных систем.
Предложенный материал предназначен студентам второго курса магистратуры «Физика» при изучении курса лекций «Наноразмерные явления в твердых телах». Он будет также востребован студентами магистратуры при прохождении специальной лаборатории «Анализ тонких эффектов в фотоэлектронной и рентгеновской спектроскопии».
Описаны конструкция и способы изготовления самонесущих высококонтрастных в рентгеновском спектральном диапазоне длин волн ( ≈ 0,6÷14 Å) рентгеношаблонов, являющихся инструментом для формирования высокоаспектных резистивных топологий толщиной до 1 мм и более, причем как из позитивных, так и негативных рентгенорезистов. Подробно описаны два способа изготовления: на основе плазмохимического травления и на основе лазерной резки. Были изготовлены образцы обоими этими способами и проведено их сравнение. Выполненная работа показывает, что таким образом можно изготавливать самонесущие высококонтрастные рентгеношаблоны и LIGA-шаблоны из промышленно выпускаемых фольг тяжелых металлов, таких как тантал и др. с минимальными топологическими размерами до 15 мкм. Способ лазерной резки с использованием мощного фемтосекундного лазера более оперативен и требует существенно меньшей технологической подготовки и меньшего количества операций для его реализации.
Тонкие пленки нитрида кремния широко применяются как в микроэлектронике, так и в оптических и оптоэлектронных приборах. Для получения пленок Si3N4 используются такие методы как химическое осаждение из газовой фазы и магнетронное напыление. В работе представлены результаты исследований по контролю над ростом и оптическими свойствами пленок Si3N4 устройством, работа которого основана на возбуждении поверхностного плазмонного резонанса и позволяет активно влиять на процесс роста нитридной пленки.
Представлены результаты резания прочных горных пород мощным лазерным излучением. Предлагается технико-технологическое решение для селективной выемки богатых участков тонких рудных жил из массива прочных горных пород с применением горного комбайна, оснащенного комбинированным лазерно-механическим оборудованием. Лазерное воздействие ведется за контурами тонкой жилы с дезинтеграцией минерализованных вмещающих пород и их последующим фрезерованием с целью образования обнаженных поверхностей в нижней части тонкой жилы для последующей отбойки руды гидравлическим молотом. Дифференцированная разработка массива с применением рационального сочетания различных способов дезинтеграции прочных пород обеспечивает реализацию принципа ресурсосбережения в горном производстве.
На основе результатов расчетных и экспериментальных исследований показана перспективность использования сплава цезия с рубидием в качестве плазмообразующей среды в серийных импульсных источниках ИК-излучения. Установлено, что при 25 % весовом содержании рубидия в сплаве с цезием давление паров и теплопроводность плазмы близки к указанным характеристикам серийной импульсной лампы, наполненной амальгамой цезия. Полученные результаты позволили повысить пиковую мощность излучения и создать экологически чистый импульсный источник ИК-излучения.
Проведен анализ процессов травления сапфировых подложек. Рассматриваются особенности использования методов химико-механического, лазерного, ионного, электронного травления сапфировых подложек. Определено, что при химико-механическом и лазерном травлении плоскостей сапфира происходит послойное удаление материала через промежуточные процессы внутрислоевого растрескивания, а скорость травления коррелирует с межплоскостным расстоянием. В случае применения ионного и электронного травления основным механизмом является образование пронизывающих пор, треков, которые ослабляют межатомные связи и приводят к разрушению кристаллической решетки сапфира. При этом скорость травления различных плоскостей кристалла сапфира коррелирует с потенциальной энергией межатомного взаимодействия внутри соответствующей плоскости. Наименьшая интенсивность F+-полосы катодолюминесценции, как и скорость генерации кислородных вакансий наблюдается для С-плоскости сапфира, атомы кислорода в которых формируют плотноупакованный каркас. Наибольшая интенсивность катодолюминесценции наблюдается для А-плоскости сапфира, в которой атомы обладают наименьшей потенциальной энергией.
Впервые получены универсальные формулы, пригодные для расчетов коэффициентов излучения и интегральных плотностей потоков излучения как тел, имеющих размеры много большие, чем излучаемые ими длины волн («большие тела»), так и субволновых тел (частиц). К несомненным достоинствам предложенного метода расчета, базирующегося на теории мод, следует отнести: точную связь между размерами, формой и температурой тел и величинами коэффициентов излучения и интегральных плотностей потоков излучения; этот метод гораздо менее трудоемок и более нагляден, чем другие методы.