Brownian motion of solitons in a Bose-Einstein Condensate

For the first time, we observed and controlled the Brownian motion of solitons. We launched solitonic excitations in highly elongated $^{87}\rm{Rb}$ BECs and showed that a dilute background of impurity atoms in a different internal state dramatically affects the soliton. With no impurities and in one-dimension (1-D), these solitons would have an infinite lifetime, a consequence of integrability. In our experiment, the added impurities scatter off the much larger soliton, contributing to its Brownian motion and decreasing its lifetime. We describe the soliton's diffusive behavior using a quasi-1-D scattering theory of impurity atoms interacting with a soliton, giving diffusion coefficients consistent with experiment.Comment: 4 figure

Brownian motion of solitons in a Bose-Einstein Condensate

We observed and controlled the Brownian motion of solitons. We launched solitonic excitations in highly elongated 87 Rb Bose-Einstein condensates (BECs) and showed that a dilute background of impurity atoms in a different internal state dramatically affects the soliton. With no impurities and in one-dimension (1D), these solitons would have an infinite lifetime, a consequence of integrability. In our experiment, the added impurities scatter off the much larger soliton, contributing to its Brownian motion and decreasing its lifetime. We describe the soliton\u27s diffusive behavior using a quasi-1D scattering theory of impurity atoms interacting with a soliton, giving diffusion coefficients consistent with experiment

Поляризационные характеристики электролюминесценции, сопровождающей электрический пробой p—n-структур на карбиде кремния

Уперше отримано спектральну залежність ступеня лінійної поляризації електролюмінесценції, що супроводжує електричний пробій сплавних p-n-структур, виготовлених на основі політипів SiC-4Н, 6Н, 15R, а також кубічного карбіду кремнію в діапазоні 1,4-3,8 еВ. Структури розміщували на гранях кристалів, паралельних і перпендикулярних до кристалографічної осі С. Випромінювання виводили з боку тонкої р-області перпендикулярно та під гострим кутом до робочої грані кристала. Виявлено компоненти випромінювання, що мають лінійну поляризацію у площині, паралельній і перпендикулярній до осі С (Е||С, Е⊥С) та паралельній до вектора F напруженості електричного поля у p-n та інтенсивність компонент, пов’язаних із напрямком осі С, мають суттєві відмінності в різних політипах. Загальною рисою для всіх політипів є наявність поляризації (зі ступенем 0,3-0,4) у площині Е||С в області фундаментального поглинання та прилеглій ділянці. Відповідність поляризаційних характеристик випромінювання даним по оптичному поглинанню має місце лише в окремих випадках. Поляризація Е||F досягає ступеня 0,5 та має тенденцію до зростання в бік великих енергій фотона.Spectral dependence of the linear polarization extent of electroluminicsence, which accompanies the electric breakdown of alloyed p-n-structures, made on the base of SiC-4H, 6H, 15R polytypes, and also cubic silicon carbide in the range of 1,4-3,8 eB have been obtained for the first time. The structures have been placed on the crystal faces, which are parallel and perpendicular to the crystallographic axis C. The luminescence was lead out from the side of thin p-region perpendicularly, and also at the sharp angle to the operating crystal face. The components of luminescence which are polarized linearly in the parallel and perpendicular to the crystallographic axis C (E||C, E⊥C) plane, and also parallel to the vector F of electric field tensity in the p-n-junction (E||F) have been revealed. Spectral location and intensity of the component, connected with direction of the axis C, have essential differences in different polytypes. Common feature for all polytypes is the presence of polarization (with the level of 0,3-0,4) in the plane E||C in the region of fundamental absorption and in the adjoining region. Accordance of polarization characteristic of luminicsence to the date on optical absorption takes place only in the separate cases. Polarization E||F reaches the level 0,5 and tends to increase in the side of increasing of photon energy.Впервые получена спектральная зависимость степени линейной поляризации электролюминесценции, сопровождающей электрический пробой сплавных p-n-структур, изготовленных на основе политипов SiC-4Н, 6Н, 15R, а также кубического карбида кремния, в диапазоне 1,4-3,8 еВ. Структуры размещали на гранях кристаллов, параллельных и перпендикулярных кристаллографической оси С. Излучение выводили со стороны тонкой р-области перпендикулярно, а также под острым углом к рабочей грани кристалла. Выявлены компоненты излучения, линейно поляризованные в плоскости, параллельной и перпендикулярной кристаллографической оси С (Е||С, Е⊥С), а также параллельной вектору F напряженности электрического поля в p-n-переходе (Е||F). Спектральное положение и интенсивность компонент, связанных с направлением оси С, имеют существенные отличия в разных политипах. Общей чертой для всех политипов является наличие поляризации (со степенью 0,3-0,4) в плоскости Е||С в области фундаментального поглощения и прилегающей области. Соответствие поляризационных характеристик излучения данным по оптическому поглощению имеет место лишь в отдельных случаях. Поляризация Е||F достигает степени 0,5 и имеет тенденцию к возрастанию в сторону увеличения энергии фотона

Стабильные формирователи импульсного тока для питания светодиодов

Стабільні генератори світлових імпульсів нано- та субнаносекундної тривалості можуть знайти широке використання у експериментальній техніці, приладобудуванні. У якості джерела світла в таких генераторах перспективно використовувати стабільні, широкосмугові, швидкі світлодіоди на основі карбіду кремнію, що працюють у режимі електричного пробою. Існує необхідність створення стабільних формувачів імпульсного струму для їх живлення. Метою даної роботи є створення таких формувачів на основі лавинних та швидкісних польових транзисторів. Випробувана значна кількість типів та екземплярів недорогих епітаксіальних транзисторів, працюючих у лавинному режимі. Експериментально визначено оптимальний інтервал напруг пробою колекторного переходу. Досліджена часова нестабільність формувачів на лавинних транзисторах. Виявлені закономірності їх старіння. Відпрацьована схема формувача на польовому транзисторі, що працює під керівництвом лавинного, що дозволяє формувати субнаносекундні імпульси струму через світлодіоди амплітудою до 1 А.Stable generators of light impulses nano and subnanosecond duration can find a wide usage in an experimental technique, instrument-making. As a light source in such generators it is perspective to use stable, broadband, fast-acting light-emitting diodes on the basis of carbide of silicon, working in the mode of electric break-down. There is a necessity of creation of stable reshapers of pulse current for their power supply. A objective of this paper is creation of such reshapers on the basis of the avalanche and high-speed field-effect transistors. A lot of types and copies of inexpensive epitaxial transistors working in the avalanche mode is tested. The optimal interval of break-down voltages of collector junction is experimentally determined. Temporal instability of reshapers on avalanche transistors is investigated. Behaviour of their ageing(degradation) is studied. The circuit design of reshaper on the field transistor working by avalanche transistor control is developed. That allows to form the subnanosecond impulses of current through light-emitting diodes by amplitude to 1 A.Стабильные генераторы световых импульсов нано- и субнаносекундной длительности могут найти широкое применение в экспериментальной технике, приборостроении. В качестве источника света в таких генераторах перспективно использовать стабильные, широкополосные, быстродействующие светодиоды на основе карбида кремния, работающие в режиме электрического пробоя. Имеется необходимость создания стабильных формирователей импульсного тока для их питания. Целью данной работы является создание таких формирователей на основе лавинных и быстродействующих полевых транзисторов. Испытано значительное количество типов и экземпляров недорогих эпитаксиальных транзисторов, работающих в лавинном режиме. Экспериментально установлен оптимальный интервал напряжений пробоя коллекторного перехода. Исследована временная нестабильность формирователей на лавинных транзисторах. Выявлены закономерности их старения. Отработана схема формирователя на полевом транзисторе, работающем под управлением лавинного, которая позволяет формировать субнаносекундные импульсы тока через светодиоды амплитудой до 1 А

Radiation polarization of silicon carbide p-n-structures, operating in electrical breakdown regime

The spectral dependence of the linear polarization degree of the electroluminescence that accompanies the electrical breakdown of the alloyed p-n-structures prepared on the basis of 4H-, 6H-, 15R-, and 3C-SiC polytypes in the region of 1.4–3.8 eV has been obtained. The structures were located on the crystal faces parallel and perpendicular to the crystallographic C-axis. The radiation was extracted from a thin p-region at an acute angle and also perpendicular to a working face of a crystal. The radiation components which were linearly polarized in the planes parallel and perpendicular to the crystallographic C-axis (E‖C, E⊥C) and parallel to the vector F of the electric field intensity (E‖F) in a p-n-junction have been revealed. It turned out that the spectrum position and the intensity of the components associated with the C-axis direction differ essentially depending on the polytypes. It has been revealed that the presence of the radiation polarization with the degree of 0.3–0.4 in the plane E‖C in the fundamental absorption region and in the adjacent region is common for all polytypes. Only in 6H- and 15R-SiC polytypes did the optical absorption data correspond to the radiation polarization characteristics. The polarization E‖F achieved the degree of 0.5 and had a tendency to increase towards the higher photon energies

Oscillatory structure in radiation spectra of individual microplasmas in silicon carbide p-n-junctions

The breakdown electroluminescence spectra of individual microplasmas in a p-n-junction with microplasma breakdown, which was prepared on a 3C-SiC crystal, have been investigated. The clear periodic structure of an oscillatory nature, which was discovered first by the authors recently, with a period of about 0.16 eV was observed in the emission spectra of this microplasma. The oscillations were superimposed over the entire investigated spectral region between 1.8–4.7 eV. The amplitude of the oscillations amounted to 0.05–0.25 of the background radiation intensity. The characteristics of the oscillatory structure and of the background radiation have been separated and compared. It turned out that they depend in different ways on the temperature and on the sample-powering regime. It has been revealed that the oscillatory structure is associated apparently with the energy transition (X3c−X1c) in the conduction band