Spontaneous polarization and piezoelectricity in boron nitride nanotubes

Ab initio calculations of the spontaneous polarization and piezoelectric properties of boron nitride nanotubes show that they are excellent piezoelectric systems with response values larger than those of piezoelectric polymers. The intrinsic chiral symmetry of the nanotubes induces an exact cancellation of the total spontaneous polarization in ideal, isolated nanotubes of arbitrary indices. Breaking of this symmetry by inter-tube interaction or elastic deformations induces spontaneous polarization comparable to those of wurtzite semiconductors.Comment: 5 pages in PRB double column format, 3 figure

Tight-binding study of structure and vibrations of amorphous silicon

We present a tight-binding calculation that, for the first time, accurately describes the structural, vibrational and elastic properties of amorphous silicon. We compute the interatomic force constants and find an unphysical feature of the Stillinger-Weber empirical potential that correlates with a much noted error in the radial distribution function associated with that potential. We also find that the intrinsic first peak of the radial distribution function is asymmetric, contrary to usual assumptions made in the analysis of diffraction data. We use our results for the normal mode frequencies and polarization vectors to obtain the zero-point broadening effect on the radial distribution function, enabling us to directly compare theory and a high resolution x-ray diffraction experiment

Predicting polarization enhancement in multicomponent ferroelectric superlattices

Ab initio calculations are utilized as an input to develop a simple model of polarization in epitaxial short-period CaTiO3/SrTiO3/BaTiO3 superlattices grown on a SrTiO3 substrate. The model is then combined with a genetic algorithm technique to optimize the arrangement of individual CaTiO3, SrTiO3 and BaTiO3 layers in a superlattice, predicting structures with the highest possible polarization and a low in-plane lattice constant mismatch with the substrate. This modelling procedure can be applied to a wide range of layered perovskite-oxide nanostructures providing guidance for experimental development of nanoelectromechanical devices with substantially improved polar properties.Comment: 4 pages, submitted to PR

Liquid-liquid phase transition in Stillinger-Weber silicon

It was recently demonstrated that the Stillinger-Weber silicon undergoes a liquid-liquid first-order phase transition deep into the supercooled region (Sastry and Angell, Nature Materials 2, 739 (2003)). Here we study the effects of perturbations on this phase transition. We show that the order of the liquid-liquid transition changes with negative pressure. We also find that the liquid-liquid transition disappears when the three-body term of the potential is strengthened by as little as 5 %. This implies that the details of the potential could affect strongly the nature and even the existence of the liquid-liquid phase.Comment: 13 page

Смещение уровня значимости и мощности критерия при конечной крутизне переходной характеристики

Исследованы смещения уровня значимости и мощности критерия, когда при проверке статистических гипотез с использованием правила Неймана – Пирсона в качестве модели переходной характеристики логической схемы используется простая функция ошибок. Смещения рассчитаны для рэлеевских функций распределения. В качестве одного из варьируемых параметров используется обобщенное отношение сигнал-помеха. Нахмансон Г. С., Костенников В. С., Ницак Д. А. Смещение уровня значимости и мощности критерия при конечной крутизне переходной характеристики. Ural Radio Engineering Journal. 2022;6(4):378–389. DOI: 10.15826/urej.2022.6.4.002

Raman Study of Oxygen Reduced and Re-Oxidized Strontium Titanate

We report Raman study of oxygen-reduced single crystal strontium titanate. Oxygen reduction leads to the appearance of the forbidden first order Raman peaks, as well as new spectral features attributed to the local vibrational modes associated with oxygen vacancies. This assignment is supported by ab initio calculations of phonon modes in SrTiO3 with introduced oxygen vacancies. Raman studies of re-oxidized samples show the same spectra as the initial single crystals. Comparison of Raman spectra of SrTiO3 thin films and reduced SrTiO3 single crystals demonstrates the importance of other factors such as polar grain boundaries in the lattice dynamical behavior of thin films

Обнаружение траекторий движущихся прямолинейно воздушных целей при вторичной обработке радиолокационной информации

Introduction. The primary functions of secondary processing of radar information are to detect and maintain the trajectories of air targets (AT). The AT trajectory detection can be characterised by the probability of detecting trajectory and average autocapture time. When the target moves, its distance from the radar station changes, leading to a change in the signal/noise ratio and the probability of detecting AT.Aim. To assess the impact of a change in the probability of detection of a straight and evenly moving target at consecutive time intervals of radar observation upon the characteristics of trajectory detection during secondary processing of radar information.Methods and materials. The research aim was achieved using the methods of mathematical statistics, including verification of statistical hypotheses, assessment of distribution parameters and theory of perturbations by small parameters. The ratio of the distance travelled by the AT during the review period to the target range at the initial moment of its detection was chosen as a perturbation parameter.Results. Analytical expressions were established for the probability of detecting a straight-moving AT and the probability of detecting the trajectory of its movement at interval multiples during the study period. The study illustrated the probability of detecting AT moving away from radar by means of consistent radar observations with reduced signal/noise ratios and angles between the velocity vector and the AT vector radius relative to the radar. The increase in AT speed which causes the z parameter to change from 0.01 to 0.07 reduces the probability of AT detection from 0.727 to 0.52 and leads to a corresponding change in the probability of detecting the trajectory. If the observation time is reduced by one time interval, the probability of detecting the trajectory is from 0.03 to 0.04…0.07 for signal/noise 40 ratio and from 0.06 to 0.08…0.11 for signal/noise 25 ratio (with the probability of false alarm 10–4 ).Conclusion. The resulting expressions allow for the calculation of directly moving AT trajectory detection, considering changes in the probability of detecting targets in successive time intervals of radar observations.Введение. Основными задачами вторичной обработки радиолокационной информации являются обнаружение и сопровождение траекторий движения воздушных целей (ВЦ). При этом процесс обнаружения траекторий движения ВЦ принято характеризовать вероятностями их обнаружения и средним временем их автозахвата. При движении цели ее дальность от радиолокационной станции (РЛС) изменяется, что приводит к изменению отношения сигнал/шум и вероятности обнаружения ВЦ.Цель работы. Оценка влияния изменения вероятности обнаружения прямолинейно движущейся цели при радиолокационных наблюдениях на характеристики обнаружения траектории ее движения при вторичной обработке радиолокационной информации.Методы. Используются методы математической статистики: проверка статистических гипотез, оценка параметров распределений и теория возмущений по малому параметру. В качестве возмущающего параметра выбрано отношение расстояния, проходимого ВЦ за период обзора, к дальности цели в начальный момент ее обнаружения.Результаты. Получены аналитические выражения для вероятности обнаружения прямолинейно движущейся ВЦ и вероятности обнаружения траектории ее движения на интервалах, кратных периоду обзора. Проиллюстрировано уменьшение вероятности обнаружения ВЦ, удаляющейся от РЛС, при последовательных радиолокационных наблюдениях с уменьшением отношений сигнал/шум и угла между вектором скорости и радиусом-вектором ВЦ относительно РЛС. Увеличение скорости ВЦ, вызывающее изменение параметра z с 0.01 до 0.07, приводит к уменьшению вероятности обнаружения ВЦ с 0.727 до 0.52 и к соответствующему изменению вероятности обнаружения траектории. При сокращении времени наблюдения на один временной интервал уменьшение вероятности обнаружения траектории составляет от 0.03 до 0.04...0.07 для отношения сигнал/шум 40 и от 0.06 до 0.08...0.11 для отношения сигнал/шум 25 (при вероятности ложной тревоги 10–4 ).Заключение. Полученные выражения позволяют рассчитывать характеристики обнаружения траекторий воздушных целей, движущихся прямолинейно, с учетом изменений вероятностей обнаружения целей в последовательных временных интервалах обзора радиолокационных наблюдений

Эффективность приема фазоманипулированного широкополосного сигнала с квадратурной фазовой модуляцией в условиях взаимных помех и внутренних шумов аппаратуры

Receiving of the broadband phase modulated signal with quadrature phase-shift keying in case of multiple access in-terference and internal Gaussian noise has been considered. Bit error rate of broadband phase modulated signal with quadrature phase-shift keying has been obtained in case amplitudes of receiving signal and interferences have both regu-lar and fluctuating components. Broadband phase modulated signal bit error rate as a function of signal-to-noise ratio, signal-to-interference ratio, number of interferences and false positive probability has been analyzed.Рассмотрен прием фазоманипулированных широкополосных сигналов с квадратурной модуляцией фаз псевдослучайными последовательностями в условиях взаимных помех, обусловленных многостанционным доступом, и внутренних шумов аппаратуры. Получены аналитические выражения для средней вероятности ошибки оценивания значений информационных символов при приеме сигналов со случайными начальными фазами и амплитудами, содержащими регулярные и флуктуационные составляющие, с учетом фазовых флуктуаций канала синхронизации. Проанализированы зависимости вероятности ошибки от отношений "сигнал/шум" и "помеха/шум", числа помех и качества синхронизации