Effects of accidental microconstriction on the quantized conductance in long wires

We have investigated the conductance of long quantum wires formed in GaAs/AlGaAs heterostructures. Using realistic fluctuation potentials from donor layers we have simulated numerically the conductance of four different kinds of wires. While ideal wires show perfect quantization, potential fluctuations from random donors may give rise to strong conductance oscillations and degradation of the quantization plateaux. Statistically there is always the possibility of having large fluctuations in a sample that may effectively act as a microconstriction. We therefore introduce microconstrictions in the wires by occasional clustering of donors. These microconstrictions are found to restore the quantized plateaux. A similar effect is found for accidental lithographic inaccuracies.Comment: 4 pages, 2 figures, paper for NANO2002 symposium, will appear in SPIE proceeding

p-wave superfluidity in mixtures of ultracold Fermi and spinor Bose gases

We reveal that the p-wave superfluid can be realized in a mixture of fermionic and F=1 bosonic gases. We derive a general set of the gap equations for gaps in the s- and p-channels. It is found that the spin-spin bose-fermi interactions favor the p-wave pairing and naturally suppress the pairing in the s-channel. The gap equations for the polar phase of p-wave superfluid fermions are numerically solved. It is shown that a pure p-wave superfluid can be observed in a well-controlled environment of atomic physics.Comment: 6 pages, 2 figure

Nonlocal surface dipoles and vortices

We predict the existence and address the stability of two-dimensional surface solitons featuring topologically complex shapes, including dipoles, vortices, and bound states of vortex solitons, at the interface of nonlocal thermal media. Unlike their counterparts in bulk media, surface dipoles are found to be stable in the entire existence domain. Surface vortices are found to exhibit strongly asymmetric intensity and phase distributions, and are shown to be stable, too. Bound states of surface vortex solitons belong to a novel class of surface solitons having no counterparts in bulk media. Such states are found to be stable provided that their energy flow does not exceed an upper threshold. Our findings constitute the first known example of topologically complex solitons located at nonlocal two-dimensional interfaces.Comment: 20 pages, 5 figures, to appear in Phys. Rev.

Stable vortex structures in colliding self-gravitating Bose-Einstein condensates

A key feature of ultra-light dark matter composed by bosons is the formation of superfluid Bose-Einstein condensate (BEC) structures on galactic scales. We study collisions of BEC solitonic and vortex structures in the framework of the Gross-Pitaevskii-Poisson model. It is found that the superfluid nature of bosonic dark matter leads to the formation of quantized vortex lines and vortex rings in interference patterns formed during collisions. Calculating the gravitational wave luminosity, we demonstrated that quantum interference patterns affect notably the gravitational wave radiation. We reveal that superfluid self-gravitating BECs can form stable localized vortex structures which remain robust even after a head-on collision.Comment: 9 pages, 8 figure

Пироотклик в полупроводниках группы АIIIВV в условиях ограничения их деформации

Показано, що скалярний тепловий вплив може викликати піроелектрику в п'єзоелектричних класах полярних кристалів, і найважливіше застосування цього ефекту очікується у напівпровідниках-п'єзоелектриках групи АIIIВV. Штучний піроелектричний ефект визначається як механічно індукована поляризація в частково затиснутому п'єзоелектрику, підданому рівномірному нагріванню. Часткове затискання створюється неоднорідними граничними умовами, які обмежують теплову деформацію п'єзоелектричного кристала, забезпечуючи створення в ньому рівномірно але не ізотропно напруженого стану. Обмеження планарною деформації в площині (111) пластини або мембрани з напівізолюючих кристалів типу АIIIВV відкриває можливості розробки нового типу мікроелектронних датчиків. Вони можуть мати переваги в порівнянні з гібридними «діелектрик - напівпровідник» датчиками і напівпровідниковими датчиками, яким необхідно охолодження.Under the anisotropy of boundary conditions, a high-gap III-V semiconductor indicates a behavior of pyroelectric crystal (in spite of it is a piezoelectric only). Partial limitation of strain in the [111]-plate of this crystal provides its substantial electric response to time-variation of temperature dT(t) or pressure dp(t). Herewith the voltage sensitivity of semi-insulating GaAlAs or GaN sensor is close to one of the PZT ceramics. However, PZT cell-transducer used as sensor device needs a hybrid integration with semiconductor amplifier. Unlike of this, if sensor device is based on the III-V crystal, transducer and amplifier are various parts of one crystal chip.Показано, что скалярные тепловое воздействие может вызвать пироэлектричество в пьезоэлектрических классах полярных кристаллов, и самое важное применение этого эффекта ожидается полупроводниках-пьезоэлектриках группы АIIIВV. Искусственный пироэлектрический эффект определяется как механически индуцированная поляризация в частично зажатом пьезоэлектрике, подвергнутому равномерному нагреву. Частичное зажатие создается неоднородными граничными условиями, которые ограничивают тепловую деформацию пьезоэлектрического кристалла, обеспечивая создание в нем равномерного но не изотропного напряженного состояния. Ограничение планарной деформации в плоскости (111) пластины или мембраны из полуизолирующих кристаллов типа АIIIВV открывает возможности разработки нового типа микроэлектронных датчиков. Они могут иметь преимущества по сравнению с гибридными датчиками типа «диэлектрик-полупроводник» и полупроводниковыми датчиками, которым необходимо охлаждение

Stable multiple-charged localized optical vortices in cubic-quintic nonlinear media

The stability of two-dimensional bright vortex solitons in a media with focusing cubic and defocusing quintic nonlinearities is investigated analytically and numerically. It is proved that above some critical beam powers not only one- and two-charged but also multiple-charged stable vortex solitons do exist. A vortex soliton occurs robust with respect to symmetry-breaking modulational instability in the self-defocusing regime provided that its radial profile becomes flattened, so that a self-trapped wave beam gets a pronounced surface. It is demonstrated that the dynamics of a slightly perturbed stable vortex soliton resembles an oscillation of a liquid stream having a surface tension. Using the idea of sustaining effective surface tension for spatial vortex soliton in a media with competing nonlinearities the explanation of a suppression of the modulational instability is proposed.Comment: 4 pages, 3 figures. Submitted to Journal of Optics A. The proceedings of the workshop NATO ARW, Kiev 2003 Singular Optics 200

Smart systems as one of the main components of energy for sustainable development

Розглянуто особливості реалізації концепції Smart Grid за кордоном. Наведено науково-технічні досягнення спеціалістів Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут» у сфері інтелектуалізації електроенергетики. Охарактеризовано основні напрямки побудови Smart систем як однієї із основних складових сталого розвитку енергетики.The features of the concept of Smart Grid abroad. The scientific and technological achievements of specialists of the National Technical University of Ukraine "Kyiv Polytechnic Institute" in the intellectualization of electricity. The basic directions of building Smart Systems as one of the key components of sustainable energy.Рассмотрены особенности реализации концепции Smart Grid за рубежом. Приведены научно-технические достижения специалистов национального технического университета Украины «Киевский политехнический институт» в сфере интеллектуализации электроэнергетики. Охарактеризованы основные направления построения Smart систем как одного из основных составляющих устойчивого развития энергетики