В книге рассматриваются вопросы теории практического использования неоднородных периодических сред — электромагнитных кристаллов. С помощью феноменологической модели анализируются физические явления в однородных средах: пространственная дисперсия, многоволновость, формирование запрещенных зон, киральность. Рассмотрены явления сверхфокусировки поля в линзе Веселаго и колебания Юха в неоднородных кристаллах с плоскими границами. Излагается новый подход к описанию электромагнитного поля в периодических средах — метод компенсирующих источников. С его помощью анализируется широкий класс электромагнитных кристаллов с дефектами, с помощью которых внутри периодической среды формируются волноводные элементы и функциональные узлы. Рассмотрены излучающие электромагнитные кристаллы и антенны на их основе.

Монография посвящена описанию физических свойств поверхности, современных экспериментальных методов ее исследования и теоретических методов расчета поверхностных и адгезионных характеристик различных материалов. Представлены разработанные авторами методы, позволяющие в хорошем согласии с экспериментом рассчитывать основные характеристики свойств поверхности и взаимодействия различных материалов вдоль межфазной границы раздела. Для специалистов по физике твердого тела, аспирантов и студентов вузов физико-технических специальностей.

Исследуется флуоресценция одиночных молекул и полупроводниковых нанокристаллов (наночастиц), возбуждаемых непрерывным светом, которая всегда имеет флуктуирующий характер. Этим спектроскопия одиночных наночастиц принципиально отличается от спектроскопии молекулярных ансамблей, где измеряются сразу вероятности процессов. Какие физические процессы, происходящие в одиночных наночастицах, скрывают эти флуктуации? Как извлекать физическую информацию об этих процессах из флуктуации? Рассмотрение этих проблем и составляет основное содержание книги. Обсуждаются типы зондовых микроскопов, используемых для исследования наночастиц, и принципы их работы. Книга будет интересна тем, кто хочет использовать фотоны, испущенные одиночной наночастицей, для изучения физических, химических или биологических проблем; студентам и аспирантам, желающим познакомиться с некоторыми разделами нанофизики. Книга написана по материалам лекций, которые автор читал в течение ряда лет магистрантам-физикам.

Подробно рассмотрены математические методы расчёта полей и размагничивающих факторов однородно намагниченных ферромагнетиков с использованием модельных представлений намагниченности, определяемых через молекулярные токи и «магнитные диполи». Показана применимость методов для решения аналогичных задач электростатики. Детально обсуждены процессы намагничивания, анизотропии и доменных структур ферромагнетиков. Для разработчиков электрофизической аппаратуры, преподавателей, аспирантов и студентов, специализирующихся в области магнетизма и численных расчётов электромагнитных систем.

Книга посвящена бурно развивающемуся направлению науки и техники — нанофотонике. В дифракционной нанофотонике исследуется дифракция света на макрообъектах с минимальными неоднородностями порядка десятков нанометров, вплоть до квантовых точек размером около 10 нм. Подробно рассмотрены современные численные методы решения задач дифракции в рамках строгой электромагнитной теории. Рассмотрена дифракция света на двумерных и трехмерных фотонных кристаллах, на фотонно-кристаллических волноводах и линзах, на градиентных элементах, на одномерных и двумерных дифракционных решетках, в том числе с металлическими слоями для формирования интерференционной картины поверхностных электромагнитных волн (плазмонов). Рассмотрены магнитооптические свойства двухслойных металлодиэлектрических гетероструктур. Результаты математического моделирования сравниваются с результатами экспериментального исследования созданных устройств дифракционной нанофотоники. Для студентов старших курсов специальностей: прикладные математика и физика, прикладная математика и информатика, оптика, а также для аспирантов, докторантов, научных работников и специалистов, работающих в соответствующих областях.

Настоящая монография посвящена электрическим и магнитным переходам в нанокластерах, наноструктурах, наноматериалах и наноустройствах. Рассматриваются существующие модели коллективизированных и локализованных электронов, а также механизмы переходов металл—изолятор и магнетик—парамагнетик. На протяжении всей книги проводится рассмотрение оригинальных авторских моделей фазовых переходов первого рода, трактующих наблюдаемые электрические и магнитные переходы первого рода в ряде нанокластеров и наноструктур с помощью критического размера нанокластера, когда электропроводимость и намагниченность изменяется скачком, а также критической концентрации дефектов в наноструктурах для возникновения фазовых переходов первого рода. Приводится оригинальная авторская модель перехода массивного твердого тела в наноструктуру, появление которой сопровождает фазовые переходы первого рода в окислах ванадия и европия. Рассматриваются переходы в изолированных нанокластерах и наноструктурах и эффекты, связанные с такими переходами; в их число включены: электрические и магнитные переходы в изолированных нанокластерах металлов и оксидов металлов, электрические и магнитные свойства нанотрубок, электрические и магнитные свойства поверхности оксидов, магнитные и структурные переходы в наноструктурах на основе оксидов железа aFe203 и YFe203, электрические и магнитные переходы в Fe304, V203, V02 и ЕиО, электрические поляризационные переходы в сегнетоэлектриках, эффекты квантового магнитного туннелирования, гигантское магнетосопротивление, мультиферроики, спинтроники, пьезоэлектрики, магнитостриктеры, термоэлектрики, хемоэлектрики и метаматериалы. Книга рекомендуется широкому кругу научных работников, специализирующихся в области физики, химии и нанотехнологий, а также студентам и аспирантам.