Вплив магнітостатичного поля на механізм збудження гібридних плазмон-поляритонів у напівпровідниках
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe71.3.254Ключові слова:
плазма, електрони, дiрки, електричне поле, магнiтостатичне поле, густина електричного заряду, густина електричного струму, плазмонна частота, ефективна маса, поляризацiя, плазмони, поляритони, циклiчна частота, хвильовий вектор, дiелектрична проникнiсть, дисперсiйне рiвняння, частотна зона, просторова дисперсiя, нестiйкiсть, iнкремент зростання, декремент спаданняАнотація
Проаналiзовано вплив магнiтостатичного поля на динамiку квазiчастинок (плазмонiв та плазмон-поляритонiв) у напiвпровiдниках, через якi протiкає постiйний електричний струм. Зустрiчний рух континуумiв електронiв i дiрок призводить до появи нестiйких гiбридних квазiчастинок, якi “генетично” зв’язанi як з електронами, так i з дiрками. Показано, що закон дисперсiї та iнкремент (декремент) зростання (спадання) амплiтуд динамiчних змiнних гiбридних квазiчастинок суттєво залежать вiд стацiонарної швидкостi руху заряджених частинок, зумовленої постiйним електричнним струмом, та взаємної орiєнтацiї хвильового вектора квазiчастинок та вектора магнiтостатичного поля. Так, постiйний електричний струм є фiзичною причиною появи у напiвпровiднику нестiйких квазiчастинок терагерцового частотного дiапазону, а магнiтостатичне поле викликає збудження додаткових частотних зон гiбридних квазiчастинок, кiлькiсть яких залежить вiд взаємної орiєнтацiї хвильового вектора квазiчастинок та вектора магнiтостатичного поля. Наявнiсть двох факторiв впливу на динамiку гiбридних квазiчастинок у напiвпровiдниках вiдкриває можливiсть гнучкого керування динамiкою нестiйких гiбридних квазiчастинок у випадку використання цього явища при вирiшеннi прикладних задач у терагерцовiй радiофiзицi.
Посилання
1. M.M. Chepilko, S.O. Ponomarenko. Generalized Drude- Lorentz model and its application in metalloplasmonics. Ukr. J. Phys. 67, 431 (2022).
https://doi.org/10.15407/ujpe67.6.431
2. M.M. Chepilko, S.O. Ponomarenko. Problematic issues of metalloplasmonics of bulk polaritons in a magnetostatic field. Ukr. J. Phys. 67, 455 (2022).
https://doi.org/10.15407/ujpe67.6.455
3. M.M. Chepilko, Yu.V. Bobkov, S.O. Ponomarenko. On the mechanism of excitation of hybrid plasmon-polaritons in semiconductors. Ukr. J. Phys. 70, 538 (2025).
https://doi.org/10.15407/ujpe70.8.531
4. G.T. Noe, J.-H. Kim, J. Lee, Y. Wang, A.A. Belyanin, J. Kono. Giant superfluorescent bursts from a semiconductor magnetoplasma. arXiv: 1108.5941v2.
5. J.-H. Kim, J. Lee, G.T. Noe, Y. Wang, A.K. Wojcik, S.A. McGill, D.H. Reitze, A.A. Belyanin, J. Kono1. Renormalized energies of superfluorescent bursts from an electron-hole magnetoplasma with high gain in InGaAs quantum wells. Phys.Rev. B 87, 045304 (2013).
6. A.P. Misra. Electromagnetic surface modes in a magnetized quantum electron-hole plasma. Phys.Rev. E 83, 057401 (2011).
https://doi.org/10.1103/PhysRevE.83.057401
7. R.S. Markiewicz, J.P. Wolfe, C.D. Jeffries. Microwave dimensional resonances in large electron-hole drops in germanium. Phys. Rev. Lett. 34, 59 (1975).
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.34.59
8. L.R. Ram, Mohan Peter, A. Wolff. Joint density of states in interband transitions in semiconductors in a magnetic field. Phys. Rev. B 26, 6711 (1982).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.26.6711
9. N.B. Brandt, V.A. Kulbachinskii. Quasiparticles in Condensed Matter Physics (Fizmatlit, 2007) (in Russian).
10. A.F. Alexandrov, L.S. Bogdankevich, A.A. Rukhadze. Fundamentals of Plasma Electrodynamics (Vysshaya shkola, 1978) (in Russian).
11. A.I. Maimistov. Electrodynamics of Continuous Media (MFTI, 2015) (in Russian).
12. L.D. Landau, E.M. Lifshits. Electrodynamics of Continuous Media (Pergamon Press, 1984).
https://doi.org/10.1016/B978-0-08-030275-1.50007-2
13. New Semiconductor Materials. Characteristics And Properties. URL: www.ioffe.ru/SVA/NSM/Semicond/InSb/ index.html.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
