Atomic Structure in the Vicinity of Nanovoids and Features of These Defects

Many properties of metals are determined by the defects, such as point defects, their complexes and nanovoids, whereas properties of these defects are generally related to the changes in atomic structure in the vicinity of these defects. In this work, recently developed approach is applied to simulate vacancy complexes and nanovoids. A developed model on the basis of Molecular Statics is used to investigate the atomic structure peculiarities in the vicinity of vacancy complexes and nanovoids, and the atomic displacements in the elastic medium surrounding the computational cell are determined in a self-consistent manner. The second part of the work is concerned with the study of atomic structure changes under temperature increasing within the new model based on Molecular Dynamics. Within the scope of this model, coordinates of the atoms in the area nearby of vacancy complex or nanovoid surface are averaged, during a simulation. Obtained mean positions of atoms are used for calculation of averaged interatomic distances; that allows determining lattice-parameter temperature dependence and then temperature-determined changes of atomic structure in the defects’ vicinity. Simulation is performed for various f.c.c. and b.c.c. metals. For these metals, thermal expansion data are obtained, and the change of atomic structure in the defects’ vicinity is determined from temperature increase.Багато властивостей металів визначаються дефектами, їхніми комплексами і нанопорами, тоді як властивості цих дефектів, взагалі кажучи, пов’язані зі змінами атомної структури поблизу цих дефектів. У даній роботі нещодавно запропонований підхід застосовується для симуляції вакансійних комплексів та нанопор. Нещодавно запропонована модель на основі методи молекулярної статики використовується для дослідження особливостей атомної структури в околі вакансійних комплексів і нанопор, а також уможливлює самоузгодженим чином знайти атомні зміщення у пружньому середовищі, яке оточує розрахункову комірку. Другу частину роботи присвячено вивченню змін атомної структури зі зростанням температури, шляхом застосування нової моделі, яка ґрунтується вже на молекулярній динаміці. В рамках даної моделі координати атомів поблизу вакансійних комплексів або поверхні нанопор усереднюються в процесі симуляції. Одержані середні положення атомів використовуються для розрахунку усереднених міжатомних відстаней, що уможливлює спочатку одержати температурну залежність параметра ґратниці, а потім обумовлені температурою зміни атомної структури в околі дефектів. Моделювання проводилося для різних ГЦК- та ОЦК-металів. Для цих металів одержано дані для теплового розширення, а також визначено зміну атомної структури в околі дефектів при зростанні температури.Многие свойства металлов определяются дефектами, их комплексами и нанопорами, тогда как свойства этих дефектов, вообще говоря, связаны с изменениями атомной структуры вблизи этих дефектов. В данной работе недавно предложенный подход применяется для симуляции вакансионных комплексов и нанопор. Недавно предложенная модель на основе метода молекулярной статики используется для исследования особенностей атомной структуры в окрестности вакансионных комплексов и нанопор, а также позволяет самосогласованным образом найти атомные смещения в упругой среде, окружающей расчётную ячейку. Вторая часть работы посвящена изучению изменений атомной структуры с ростом температуры путём применения новой модели, основанной уже на молекулярной динамике. В рамках данной модели координаты атомов вблизи вакансионных комплексов или поверхности нанопор усредняются в процессе симуляции. Полученные средние положения атомов используются для расчёта усреднённых межатомных расстояний, что позволяет сначала получить температурную зависимость параметра решётки, а затем обусловленные температурой изменения атомной структуры в окрестности дефектов. Моделирование проводилось для различных ГЦК- и ОЦК-металлов. Для этих металлов получены данные для теплового расширения, а также определено измен

Feigin-Frenkel center in types B, C and D

For each simple Lie algebra g consider the corresponding affine vertex algebra V_{crit}(g) at the critical level. The center of this vertex algebra is a commutative associative algebra whose structure was described by a remarkable theorem of Feigin and Frenkel about two decades ago. However, only recently simple formulas for the generators of the center were found for the Lie algebras of type A following Talalaev's discovery of explicit higher Gaudin Hamiltonians. We give explicit formulas for generators of the centers of the affine vertex algebras V_{crit}(g) associated with the simple Lie algebras g of types B, C and D. The construction relies on the Schur-Weyl duality involving the Brauer algebra, and the generators are expressed as weighted traces over tensor spaces and, equivalently, as traces over the spaces of singular vectors for the action of the Lie algebra sl_2 in the context of Howe duality. This leads to explicit constructions of commutative subalgebras of the universal enveloping algebras U(g[t]) and U(g), and to higher order Hamiltonians in the Gaudin model associated with each Lie algebra g. We also introduce analogues of the Bethe subalgebras of the Yangians Y(g) and show that their graded images coincide with the respective commutative subalgebras of U(g[t]).Comment: 29 pages, constructions of Pfaffian-type Sugawara operators and commutative subalgebras in universal enveloping algebras are adde

Decoherence in circuits of small Josephson junctions

We discuss dephasing by the dissipative electromagnetic environment and by measurement in circuits consisting of small Josephson junctions. We present quantitative estimates and determine in which case the circuit might qualify as a quantum bit. Specifically, we analyse a three junction Cooper pair pump and propose a measurement to determine the decoherence time $\tau_\phi$.Comment: 4 pages, 4 figure

High-temperature characteristics of zone-melting recrystallized silicon-on-insulator MOSFETs

The characteristics of enhancement-mode MOS transistors fabricated on zone-melting recrystallized (ZMR) silicon-on-insulator (SOI) films were systematically experimentally investigated in the temperature range 25–300°C. The main temperature-dependent parameters (the threshold voltage, the channel mobility, subthreshold slope, off-state leakage currents) of ZMR SOI MOSFETs are described and compared with both theory and SIMOX devices. It is shown that high carrier mobilities and low off-state leakage currents can be obtained in thin-film ZMR SOI MOSFETs at elevated temperatures. At T = 300°C, far beyond the operating range of bulk silicon devices, the off-state leakage current in ZMR SOI MOSFETs with a 0.15 mm-thick silicon film was only 0.5 nA/mm (for VD = 3 V), that is 3–4 orders of magnitude lower than typical values in bulk Si devices. The presented results demonstrate that CMOS devices fabricated on sufficiently thin ZMR SOI films are well suited for high-temperature applications.Проведені кропіткі експериментальні дослідження високотемпературних (25-300°С) характеристик МОН транзисторів на базі КНІ-структур, виготовлених методом зонної лазерної перекристалізації. Розглянута поведінка основних температрно-залежних параметрів КНІ МОН транзисторів (порогової напруги, рухливості носіїв, підпорогового нахилу та струму витоку). Проведено порівняння отриманих результатів з теорією та аналогічними параметрами приладів, створених за допомогою ЗІМОХ технології. Показано, що при підвищених температурах тонкоплівкові транзистори, отримані лазерною зонною перекристалізацією, виявляють високу рухливість носіїв і низькі струми витоку закритого транзистора. При Т = 300°С, що значно перевищує робочий діапазон приладів на об.ємному кремнії, струм витоку в КНІ транзисторах з плівкою Si товщиною 0,15 мкм ст всього лишу 0,5 nA/mm (при VD = ЗВ), що на 3-4 порядка нижче типових величин для приладів на об.ємному кремнії. Наведені результати свідчать, що тонкі плівки КНІ, створені методом лазерної зонної перекристалізації, можуть успішно використовуватись для створення КМОН ІС для високотемпературних застосувань.Проведено детальное экспериментальное исследование высокотемпературных (25-300°С) характеристик МОП транзисторов на основе КНИ-структур, изготовленных методом лазерной зонной перекристаллизации. Рассмотрено поведение основных температурно-зависимых параметров КНИ МОП транзисторов (порогового напряжения, подвижности носителей, подпорогового наклона и тока утечки). Проведено сравнение полученных результатов с теорией и аналогичными параметрами приборов, созданных SIМОХ технологией. Показано, что при повышенных температурах тонкопленочные транзисторы, полученные лазерной зонной перекристаллизацией, проявляют высокую подвижность носителей и низкие токи утечки закрытого транзистора. При Т = 300°С, значительно превышающей рабочий диапазон приборов на объемном кремнии, ток утечки в КНИ транзисторах с пленкой Si толщиной 0,15 мкм составляет всего лишь 0,5 nA/mm (при VD = ЗВ), что на 3-4 порядка ниже типичных величин для приборов на объемном кремнии. Приведенные результаты свидетельствуют, что тонкие пленки КНИ, полученные методом лазерной зонной перекристаллизации, могут успешно использоваться для создания КМОП ИС для высокотемпературных применений

Integrable Model of Boundary Interaction: The Paperclip

We consider a model of 2D quantum field theory on a disk, whose bulk dynamics is that of a two-component free massless Bose field (X,Y), and interaction occurs at the boundary, where the boundary values (X_B, Y_B) are constrained to special curve - the ``paperclip brane''. The interaction breaks conformal invariance, but we argue that it preserves integrability. We propose exact expression for the disk partition function (and more general overlap amplitudes of the boundary state with all primary states) in terms of solutions of certain ordinary linear differential equations.Comment: 41 pages, 2 figure

Overscreening Diamagnetism in Cylindrical Superconductor-Normal Metal-Heterostructures

We study the linear diamagnetic response of a superconducting cylinder coated by a normal-metal layer due to the proximity effect using the clean limit quasiclassical Eilenberger equations. We compare the results for the susceptibility with those for a planar geometry. Interestingly, for $R\sim d$ the cylinder exhibits a stronger overscreening of the magnetic field, i.e., at the interface to the superconductor it can be less than (-1/2) of the applied field. Even for $R\gg d$, the diamagnetism can be increased as compared to the planar case, viz. the magnetic susceptibility $4\pi\chi$ becomes smaller than -3/4. This behaviour can be explained by an intriguing spatial oscillation of the magnetic field in the normal layer

Centrality dependence of charged particle production at large transverse momentum in Pb-Pb collisions at sNN=2.76\sqrt{s_{\rm{NN}}} = 2.76 TeV

The inclusive transverse momentum ($p_{\rm T}$) distributions of primary charged particles are measured in the pseudo-rapidity range $|\eta|<0.8$ as a function of event centrality in Pb-Pb collisions at $\sqrt{s_{\rm{NN}}}=2.76$ TeV with ALICE at the LHC. The data are presented in the $p_{\rm T}$ range $0.15<p_{\rm T}<50$ GeV/$c$ for nine centrality intervals from 70-80% to 0-5%. The Pb-Pb spectra are presented in terms of the nuclear modification factor $R_{\rm{AA}}$ using a pp reference spectrum measured at the same collision energy. We observe that the suppression of high-$p_{\rm T}$ particles strongly depends on event centrality. In central collisions (0-5%) the yield is most suppressed with $R_{\rm{AA}}\approx0.13$ at $p_{\rm T}=6$-7 GeV/$c$. Above $p_{\rm T}=7$ GeV/$c$, there is a significant rise in the nuclear modification factor, which reaches $R_{\rm{AA}} \approx0.4$ for $p_{\rm T}>30$ GeV/$c$. In peripheral collisions (70-80%), the suppression is weaker with $R_{\rm{AA}} \approx 0.7$ almost independently of $p_{\rm T}$. The measured nuclear modification factors are compared to other measurements and model calculations.Comment: 17 pages, 4 captioned figures, 2 tables, authors from page 12, published version, figures at http://aliceinfo.cern.ch/ArtSubmission/node/284

Measurement of charm production at central rapidity in proton-proton collisions at s=2.76\sqrt{s} = 2.76 TeV

The $p_{\rm T}$-differential production cross sections of the prompt (B feed-down subtracted) charmed mesons D$^0$, D$^+$, and D$^{*+}$ in the rapidity range $|y|<0.5$, and for transverse momentum $1< p_{\rm T} <12$ GeV/$c$, were measured in proton-proton collisions at $\sqrt{s} = 2.76$ TeV with the ALICE detector at the Large Hadron Collider. The analysis exploited the hadronic decays D$^0 \rightarrow$K$\pi$, D$^+ \rightarrow$K$\pi\pi$, D$^{*+} \rightarrow$D$^0\pi$, and their charge conjugates, and was performed on a $L_{\rm int} = 1.1$ nb$^{-1}$ event sample collected in 2011 with a minimum-bias trigger. The total charm production cross section at $\sqrt{s} = 2.76$ TeV and at 7 TeV was evaluated by extrapolating to the full phase space the $p_{\rm T}$-differential production cross sections at $\sqrt{s} = 2.76$ TeV and our previous measurements at $\sqrt{s} = 7$ TeV. The results were compared to existing measurements and to perturbative-QCD calculations. The fraction of cdbar D mesons produced in a vector state was also determined.Comment: 20 pages, 5 captioned figures, 4 tables, authors from page 15, published version, figures at http://aliceinfo.cern.ch/ArtSubmission/node/307

Anisotropic flow of charged hadrons, pions and (anti-)protons measured at high transverse momentum in Pb-Pb collisions at sNN=2.76\sqrt{s_{\rm NN}}=2.76 TeV

The elliptic, $v_2$, triangular, $v_3$, and quadrangular, $v_4$, azimuthal anisotropic flow coefficients are measured for unidentified charged particles, pions and (anti-)protons in Pb-Pb collisions at $\sqrt{s_{\rm NN}} = 2.76$ TeV with the ALICE detector at the Large Hadron Collider. Results obtained with the event plane and four-particle cumulant methods are reported for the pseudo-rapidity range $|\eta|<0.8$ at different collision centralities and as a function of transverse momentum, $p_{\rm T}$, out to $p_{\rm T}=20$ GeV/$c$. The observed non-zero elliptic and triangular flow depends only weakly on transverse momentum for $p_{\rm T}>8$ GeV/$c$. The small $p_{\rm T}$ dependence of the difference between elliptic flow results obtained from the event plane and four-particle cumulant methods suggests a common origin of flow fluctuations up to $p_{\rm T}=8$ GeV/$c$. The magnitude of the (anti-)proton elliptic and triangular flow is larger than that of pions out to at least $p_{\rm T}=8$ GeV/$c$ indicating that the particle type dependence persists out to high $p_{\rm T}$.Comment: 16 pages, 5 captioned figures, authors from page 11, published version, figures at http://aliceinfo.cern.ch/ArtSubmission/node/186