• A
  • A
  • A
  • АБВ
  • АБВ
  • АБВ
  • A
  • A
  • A
  • A
  • A
Обычная версия сайта
  • RU
  • EN
  • HSE University
  • Publications
  • Book chapter
  • Quantum size phenomena in bismuth nanostructures
  • RU
  • EN
Расширенный поиск
Высшая школа экономики
Национальный исследовательский университет
Priority areas
  • business informatics
  • economics
  • engineering science
  • humanitarian
  • IT and mathematics
  • law
  • management
  • mathematics
  • sociology
  • state and public administration
by year
  • 2027
  • 2026
  • 2025
  • 2024
  • 2023
  • 2022
  • 2021
  • 2020
  • 2019
  • 2018
  • 2017
  • 2016
  • 2015
  • 2014
  • 2013
  • 2012
  • 2011
  • 2010
  • 2009
  • 2008
  • 2007
  • 2006
  • 2005
  • 2004
  • 2003
  • 2002
  • 2001
  • 2000
  • 1999
  • 1998
  • 1997
  • 1996
  • 1995
  • 1994
  • 1993
  • 1992
  • 1991
  • 1990
  • 1989
  • 1988
  • 1987
  • 1986
  • 1985
  • 1984
  • 1983
  • 1982
  • 1981
  • 1980
  • 1979
  • 1978
  • 1977
  • 1976
  • 1975
  • 1974
  • 1973
  • 1972
  • 1971
  • 1970
  • 1969
  • 1968
  • 1967
  • 1966
  • 1965
  • 1964
  • 1963
  • 1958
  • More
Subject
News
May 15, 2026
Preserving Rationality in a Period of Turbulence
The HSE International Laboratory for Logic, Linguistics and Formal Philosophy studies logic and rationality in a transformed world characterised by a diversity of logical systems and rational agents. The laboratory supports and develops academic ties with Russian and international partners. The HSE News Service spoke with the head of the laboratory, Prof. Elena Dragalina-Chernaya, about its work.
May 15, 2026
‘All My Time Is Devoted to My Dissertation
Ilya Venediktov graduated from the Master’s programme at the HSE Tikhonov Moscow Institute of Electronics and Mathematics through the combined Master’s–PhD track and is currently studying at the HSE Doctoral School of Engineering Sciences. At present, he is undertaking a long-term research internship at the University of Science and Technology of China in Hefei, where he is preparing his dissertation. In this interview, he explains how an internship differs from an academic mobility programme, discusses his research topic, and describes the daily life of a Russian doctoral student in China.
May 15, 2026
‘What Matters Is Not What You Study, but Who You Study with
Katerina Koloskova began studying Arabic expecting to give it up after a year—now she cannot imagine her life without it. In an interview for the Young Scientists of HSE University project, she spoke about two translated books, an expedition to Socotra, and her love for Bethlehem.

 

Have you spotted a typo?
Highlight it, click Ctrl+Enter and send us a message. Thank you for your help!

Publications
  • Books
  • Articles
  • Chapters of books
  • Working papers
  • Report a publication
  • Research at HSE

?

Quantum size phenomena in bismuth nanostructures

P. 1–1.
Arutyunov K., Sedov E. A., Riikonen K.

Size-dependent quantization of energy spectrum of conducting electrons in solids
leads to oscillating dependence of electronic properties on corresponding
dimension(s) [1]. In conventional metals with typical energy Fermi EF~1 eV and
the charge carrier's effective masses m* of the order of free electron mass m0,
the quantum size phenomena provide noticeable impact only at nanometer
scales. Here we experimentally demonstrate that in single-crystalline semimetal
bismuth nanostructures the electronic conductivity non-monotonously decreases
with reduction of the effective diameter (Fig.1). In samples grown along the
particular crystallographic orientation the electronic conductivity abruptly
increases at scales of about 50 nm due to metal-to-insulator transition mediated
by the quantum confinement effect. The experimental findings are in reasonable
agreement with theory predictions. The quantum-size phenomena should be
taken into consideration to optimize operation of the next generation of ultrasmall
quantum nanoelectronic circuits.

Language: English
Full text
Text on another site
Keywords: мезоскопические структурыquantum size phenomenaквантовые размерные эффектыmesoscopic structures

In book

MIPT Conference & International School “Superconducting hybrid nanostructures: physics and application” September 19-26, 2016
Dolgoprudni: [б.и.], 2016.
Similar publications
Квантовый размерный эффект в сверхпроводниках
Sedov E., Zavyalov V., Arutyunov K., Известия Уфимского научного центра РАН 2021
In the middle of the last century, it was demonstrated that with a decrease in the size of superconducting structures, for example, the thickness of a thin film, its critical temperature Tc shifts by a certain amount. It increases in aluminum, tin, and indium, and decreases in mercury, niobium and lead. However, there is still no generally accepted ...
Added: December 29, 2020
The enhancement of the critical temperature in thin aluminium films
Sedov E., Golokolenov I., Konstantinidis G. et al., , in: Cryogenics 2019. Proceedings of the 15th IIR International Conference: Prague, Czech Republic, April 8-11, 2019Vol. 15.: P.: IIF-IIR, 2019. P. 363–368.
It is well known that new effects appear in superconductors with the reduction of their size. Among them one is the most interesting – phenomenon of changing of critical temperature. It can be both decrease and increase in different metals, however, despite the number of existing works, there is still no generally accepted conception of ...
Added: January 11, 2020
Quantum size effect in single-crystalline bismuth nanorods
Arutyunov K., Sedov E. A., Riikonen K., Journal of Physics: Conference Series 2017 Vol. 929 P. 1–5
In a metal sample, where at least one of the dimensions is comparable with the de Broglie wavelength of conduction electrons, the quantum size effects (QSE) should be observed. QSEs manifest themselves as non-monotonic dependencies of various material properties as function of relevant dimension. QSE should be particularly noticeable in materials with charge carrier(s) effective ...
Added: November 27, 2016
Quantum size phenomena in single-crystalline bismuth nanostructures
Arutyunov K., Sedov E. A., Riikonen K., Nature Publishing Group: Quantum materials 2017 Vol. 2 No. 18 P. 1–4
Size-dependent quantization of energy spectrum of conducting electrons in solids leads to oscillating dependence of electronic properties on corresponding dimension(s). In conventional metals with typical energy Fermi EF~1 eV and the charge carrier's effective masses m* of the order of free electron mass m0, the quantum size phenomena provide noticeable impact only at nanometer scales. Here we experimentally demonstrate ...
Added: November 19, 2016
КВАНТОВЫЕ РАЗМЕРНЫЕ ЭФФЕКТЫ В МЕТАЛЛИЧЕСКИХ НАНОСТРУКТУРАХ
Arutyunov K., Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки (ранее - Доклады Академии Наук. Физика) 2015 Т. 3 № 28 С. 7–16
Quantum size phenomena develop when the dimension(s) of a system approach certain characteristic scales. Modern nanotechnology enables routine and reproducible fabrication of nanostructures with sub-100 nm features where such effects might be pronounced. In this research we used lift-off lithography and vacuum metal deposition to fabricate bismuth (semimetal) and titanium (superconductor) nanowires. Then low energy argon ion beam ...
Added: March 22, 2016
Рентгеновская оптика – 2014. Доклады конференции, г. Черноголовка
Институт проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов РАН, 2014.
В докладах конференции рассмотрены проблемы рентгеновской кристаллооптики, многослойной оптики для рентгеновского и экстремального ультрафиолетового диапазона, технологии изготовления элементов рентгеновской оптики, применения рентгеновской оптики для исследования микро- и наноструктур, рентгеновской литографии, рентгеновской микроскопии и томографии, новых методы исследования микро- и наноструктур с использованием синхротронных и лабораторных источников рентгеновского излучения. ...
Added: November 30, 2015
Экранирование кулоновского поля в намагниченном электронном газе квантового цилиндра
Eminov P. A., Журнал экспериментальной и теоретической физики 2009 Т. 135 № 5 С. 1029–1036
Построена квантовая теория экранирования кулоновского поля точечного заряда в намагниченном электронном газе квантового цилиндра. Вычислены асимптотики экранированного потенциала, как для вырожденного, так и для больцмановского газа. Показано, что в вырожденном случае результат наряду с известной квазиклассической монотонной частью содержит квантовую осциллирующую часть, которая соответствует осцилляциям Фриделя. Дано аналитическое описание осцилляций Ааронова-Бома экранированного кулоновского потенциала неподвижного ...
Added: January 4, 2013
Сверхпроводимость намагниченного электронного газа квантового цилиндра
Eminov P. A., Sezonov Y. I., Журнал экспериментальной и теоретической физики 2008 Т. 134 № 4 С. 772–778
Построена микроскопическая теория сверхпроводимости намагниченного электронного газа на цилиндрической поверхности. Вычислен термодинамический потенциал сверхпроводящей системы. Получено уравнение для энергетической щели, определяющее зависимость критической температуры от геометрических размеров квантового цилиндра и параметра Ааронова-Бома. Показано, что ширина энергетической щели наряду с осцилляциями Ааронова-Бома испытывает также осцилляции при изменении кривизны цилиндрической поверхности. ...
Added: January 4, 2013
Aharonov - Bohm Effect for the Potential of a Coulomb Field in Electronic Gas of Quantum Cylinder
Eminov P. A., Sezonov Y. I., Ul’din A., Russian Journal of Mathematical Physics 2009 Vol. 16 No. 4 P. 563–565
An analytic description of Aharonov – Bohm oscillation of the Coulomb potential of an immovable point charge in a magnetized Electronic gas of quantum cylinder is given. ...
Added: December 31, 2012
Сверхпроводимость квантового цилиндра
Eminov P. A., Ul’din A., Low Temperature Physics 2011 Т. 37 № 4 С. 356–359
Вычислен термодинамический потенциал сверхпроводящего квантового цилиндра. Изучена зависимость критической температуры и теплоемкости сверхпроводящей системы от поверхностной концентрации электронов и радиуса нанотрубки. Показано, что критическая температура осциллирует при изменении параметра, равного отношению энергии Ферми к энергии размерного конфайнмента. ...
Added: December 31, 2012
Ordered Gold Nanostructures on Saphire Surfaces: Fabrication and Optical Investigations
Muslimov A. E., Butashin A. V., Konovko A. A. et al., Crystallography reports 2012 Vol. 57 No. 3 P. 415–420
The possibilities of obtaining ordered gold nanoarrays on sapphire surfaces with oriented nanorelief are demonstrated. The structures are morphologically described using atomic force microscopy data. A study of the angular dependence of the reflectivity in the visible range of electromagnetic waves has revealed some features which are likely to indicate surface plasmon-polariton excitation at the ...
Added: December 13, 2012
IX Международная конференция и VIII Школа молодых ученых «Кремний-2012». Книга тезисов
СПб.: Научно-образовательный центр нанотехнологий РАН, 2012.
В книге представлены тезисы работ по актуальным проблемам физики, материаловедения, технологии и диагностики кремния, наноразмерных структур и приборов на его основе. Обсуждаются проблемы по кругу вопросов, включающему рост и материаловедение кристаллов и пленок кремния, а также родственных материалов. ...
Added: December 13, 2012
Рентгеновская оптика – 2012. Доклады конференции, г. Черноголовка, 1-4 октября 2012
Черноголовка: Институт проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов РАН, 2012.
В докладах конференции рассмотрены проблемы рентгеновской кристаллооптики, многослойной оптики для рентгеновского и экстремального ультрафиолетового диапазона, технологии изготовления элементов рентгеновской оптики, применения рентгеновской оптики для исследования микро- и наноструктур, рентгеновской литографии, рентгеновской микроскопии и томографии, новых методы исследования микро- и наноструктур с использованием синхротронных и лабораторных источников рентгеновского излучения. ...
Added: December 13, 2012
Диэлектрические свойства намагниченного электронного газа нанотрубки
Eminov P. A., Sezonov Y. I., Перепелкина Ю. В., Физика твердого тела 2008 Т. 50 № 12 С. 2220–2224
Получена квантовая формула для продольной диэлектрической проницаемости намагниченного электронного газа квантового цилиндра. Вычислены асимптотики закона дисперсии продольных плазменных волн в вырожденном электронном газе. Рассмотрено приближение как слабой, так и сильной пространственной дисперсии. Показано, что продольная диэлектрическая проницаемость является осциллирующей функцией магнитного потока через сечение нанотрубки. ...
Added: November 29, 2012
Ионизация квантовой точки электрическими полями
Eminov P. A., Gordeeva S., Квантовая электроника 2012 Т. 42 № 8 С. 733–738
Получены аналитические формулы для импульсного распределения электронов и полной вероятности процесса ионизации двумерной квантовой точки постоянным электрическим полем. В адиабатическом приближении вычислена вероятность этого процесса в поле плоской электромагнитной волны и в суперпозиции постоянного и переменного электрических полей. Методом мнимого времени получено импульсное распределение вероятности ионизации связанной системы интенсивным полем, образованным суперпозицией параллельных постоянного и ...
Added: November 26, 2012
МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ 2-е изд. Учебник для бакалавров
Г.Г. Бондаренко, Т.А. Кабанова, В.В. Рыбалко, М.: Юрайт, 2011.
В учебнике рассмотрены характеристики металлических, полупроводниковых и диэлектрических материалов, являющиеся базовыми для разработки систем управления качеством промышленной продукции. Приведены сведения о строении, свойствах и методах получения материалов. Подробно рассмотрены аспекты, связанные с влиянием на рабочие характеристики материалов режимов их производства, хранения и эксплуатации (температура, механические, радиационные и иные виды воздействий). Соответствует  Федеральному государственному образовательному стандарту ВПО ...
Added: November 20, 2012
Formation of bound vortex-antivortex pairs and their depinning in mesoscopic cross-film cryotrons
Aladyshkin A., Nefedov I., Aladyshkina A. S. et al., Physica C: Superconductivity and its Applications 2012 Vol. 479 P. 98–101
We investigate numerically the formation of vortex–antivortex pairs in thin-film superconducting strip in the presence of a straight current-carrying wire, oriented perpendicular to this strip. We demonstrate that the change in the number of the trapped vortices/antivortices inside the strip near the current-carrying wire results in a oscillatory dependence of the critical current Ic on ...
Added: November 19, 2012
Thermodynamical Properties of a Superconducting Quantum Cylinder
Eminov P. A., Ul’din A., Sezonov Y. I. et al., Russian Journal of Mathematical Physics 2010 Vol. 17 No. 2 P. 154–158
The thermodynamical potential of a superconducting quantum cylinder is calculated. The dependence of the critical temperature and the heat capacity of a superconducting system of the surface concentration of electrons and on the radius of the nanotube is studied. ...
Added: April 12, 2012
Электрон-фононное рассеяние и проводимость квантового цилиндра в магнитном поле
Eminov P. A., Ul’din A., Sezonov Y. I., Физика твердого тела 2011 Т. 53 № 8 С. 1621–1627
Исследован вклад электрон-фононного рассеяния в электропроводность квантового цилиндра в продольном магнитном поле. Показано, что  проводимость нанотрубки испытывает осцилляции Ааронова-Бома при изменении магнитного потока через сечение нанотрубки. В аналитическом виде получены формулы, описывающие температурную зависимость сопротивления наноструктуры как в случае изотропного фононного спектра, так и с учетом эффектов размерного ограничения фононов. ...
Added: April 12, 2012
  • About
  • About
  • Key Figures & Facts
  • Sustainability at HSE University
  • Faculties & Departments
  • International Partnerships
  • Faculty & Staff
  • HSE Buildings
  • HSE University for Persons with Disabilities
  • Public Enquiries
  • Studies
  • Admissions
  • Programme Catalogue
  • Undergraduate
  • Graduate
  • Exchange Programmes
  • Summer University
  • Summer Schools
  • Semester in Moscow
  • Business Internship
  • Research
  • International Laboratories
  • Research Centres
  • Research Projects
  • Monitoring Studies
  • Conferences & Seminars
  • Academic Jobs
  • Yasin (April) International Academic Conference on Economic and Social Development
  • Media & Resources
  • Publications by staff
  • HSE Journals
  • Publishing House
  • iq.hse.ru: commentary by HSE experts
  • Library
  • Economic & Social Data Archive
  • Video
  • HSE Repository of Socio-Economic Information
  • HSE1993–2026
  • Contacts
  • Copyright
  • Privacy Policy
  • Site Map
Edit