Tochnaya teoriya kraevoy difraktsii i vozbuzhdeniya poperechnykh elektricheskikh plazmonov na dvumernykh kontaktakh

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Получено и проанализировано точное решение для дифракции электромагнитной волны на контакте двумерных электронных систем (2ДЭС) для электрического поля, поляризованного вдоль края. Особое внимание уделено контактам с металлом и изолированным краям 2ДЭС. В первом случае электрическое поле на краю стремится к нулю; в последнем случае оно стремится к конечному значению, которое аномальным образом зависит от экранирующих свойств 2ДЭС. Для обоих типов края и емкостного типа двумерной проводимости падающая волна возбуждает поперечные электрические двумерные плазмоны. Амплитуда возбужденных TE-плазмонов максимизируется и становится порядка амплитуды падающей волны для емкостного импеданса 2DES порядка импеданса свободного пространства. Как для большого, так и для малого импеданса 2ДЭС амплитуда TE-плазмонов стремится к нулю по степенным законам, которые выводятся в работе в явном виде.

About the authors

D. Svintsov

Email: svintcov.da@mipt.ru

A. Shabanov

References

  1. K. J. Tielrooij, L. Piatkowski, M. Massicotte, A. Woessner, Q. Ma, Y. Lee, K. S. Myhro, C. N. Lau, P. Jarillo-Herrero, N. F. van Hulst, and F. H. L. Koppens, Nature Nanotehn. 10, 437 (2015); 1504.06487.
  2. V. M. Muravev and I. V. Kukushkin, Appl. Phys. Lett. 100, 082102 (2012).
  3. E. Titova, D. Mylnikov, M. Kashchenko, I. Safonov, S. Zhukov, K. Dzhikirba, K. S. Novoselov, D. A. Bandurin, G. Alymov, and D. Svintsov, ACS Nano 17, 8223 (2023); 2212.05352.
  4. P. Olbrich, J. Kamann, M. K¨onig, J. Munzert, L. Tutsch, J. Eroms, D. Weiss, M.-H. Liu, L. E. Golub, E. L. Ivchenko, V. V. Popov, D. V. Fateev, K. V. Mashinsky, F. Fromm, T. Seyller, and S. D. Ganichev, Phys. Rev. B 93, 075422 (2016); 1510.07946.
  5. T. J. Echtermeyer, P. S. Nene, M. Trushin, R. V. Gorbachev, A. L. Eiden, S. Milana, Z. Sun, J. Schliemann, E. Lidorikis, K. S. Novoselov, and A. C. Ferrari, Nano Lett. 14, 3733 (2014); 1402.1266.
  6. J. C. W. Song, M. S. Rudner, C. M. Marcus, and L. S. Levitov, Nano Lett. 11, 4688 (2011); 1105.1142.
  7. A. V. Nalitov, L. E. Golub, and E. L. Ivchenko, Phys. Rev. B 86, 115301 (2012).
  8. E. M¨onch, S. O. Potashin, K. Lindner, I. Yahniuk, L. E. Golub, V. Y. Kahorovskii, V. V. Bel’kov, R. Huber, K. Watanabe, T. Taniguchi, J. Eroms, D. Weiss, and S. D. Ganichev, Phys. Rev. B 105, 045404 (2022).
  9. D. V. Fateev, K. V. Mashinsky, and V. V. Popov, Appl. Phys. Lett. 110, 061106 (2017).
  10. D. V. Fateev, V. V. Popov, and M. S. Shur, Semiconductors 44, 1406 (2010).
  11. G. R. Aizin and G. C. Dyer, Phys. Rev. B 86, 235316 (2012).
  12. I. Gorbenko and V. Kachorovskii, Phys. Rev. B 110, 155406 (2024).
  13. D. Margetis, M. Maier, and M. Luskin, Studies in Applied Mathematics 139, 599 (2017).
  14. L. Zhang, X. L. Fu, and J. Z. Yang, Commun. Theor. Phys. 61, 751 (2014).
  15. B. Rejaei and A. Khavasi, J. Opt. 17, 075002 (2015).
  16. E. Nikulin, D. Mylnikov, D. Bandurin, and D. Svintsov, Phys. Rev. B 103, 085306 (2021).
  17. D. A. Svintsov and G. V. Alymov, Phys. Rev. B 108, L121410 (2023).
  18. K. J. Tielrooij, M. Massicotte, L. Piatkowski, A. Woessner, Q. Ma, P. Jarillo-Herrero, N. F. van Hulst, and F. H. L. Koppens, J. Phys. Condens. Matter 27, 164207 (2015); 1411.5665.
  19. V. Semkin, D. Mylnikov, E. Titova, S. Zhukov, and D. Svintsov, Appl. Phys. Lett. 120, 191107 (2022).
  20. V. A. Semkin, A. V. Shabanov, D. A. Mylnikov, M. A. Kashchenko, I. K. Domaratskiy, S. S. Zhukov, and D. A. Svintsov, Nano Lett. 23, 5250 (2023).
  21. J. Wei, C. Xu, B. Dong, C. W. Qiu, and C. Lee, Nat. Photonics 15, 614 (2021).
  22. S. A. Mikhailov and K. Ziegler, Phys. Rev. Lett. 99, 016803 (2007).
  23. O. V. Kotov and Y. E. Lozovik, Phys. Rev. B 93, 235417 (2016).
  24. S. G. Menabde, D. R. Mason, E. E. Kornev, C. Lee, and N. Park, Sci. Rep. 6, 21523 (2016).
  25. T. B. A. Senior and D. R. Hartree, Proc. Roy. Soc. London. A 213, 436 (1952).
  26. T. Senior, Appl. Scientific Research, Section B 8, 35 (1960).
  27. D. Margetis, M. Maier, T. Stauber, T. Low, and M. Luskin, J. Phys. A: Mathematical and Theoretical 53, 055201 (2020).
  28. J. Cenker, B. Huang, N. Suri, P. Thijssen, A. Miller, T. Song, T. Taniguchi, K. Watanabe, M. A. McGuire, D. Xiao, and X. Xu, Nat. Phys. 17, 20 (2021).
  29. A. Safin, S. Nikitov, A. Kirilyuk, D. Kalyabin, A. Sadovnikov, P. Stremoukhov, M. Logunov, and P. Popov, JETP 131, 71 (2020).
  30. A. V. Shchepetilnikov, A. R. Khisameeva, Y. A. Nefyodov, and I. V. Kukushkin, JETP Lett. 113, 657 (2021).
  31. A. Shuvaev, K. R. Dzhikirba, A. S. Astrakhantseva, P. A. Gusikhin, I. V. Kukushkin, and V. M. Muravev, Phys. Rev. B 106, L161411 (2022).
  32. D. Rodionov and I. Zagorodnev, JETP Lett. 118, 100 (2023).
  33. I. V. Zagorodnev, A. A. Zabolotnykh, D. A. Rodionov, and V. A. Volkov, Nanomaterials 13, 975 (2023).
  34. V. Volkov and S. A. Mikhailov, Sov. Phys. JETP 67, 1639 (1988).
  35. A. A. Sokolik, O. V. Kotov, and Y. E. Lozovik, Phys. Rev. B 103, 155402 (2021).
  36. A. A. Zabolotnykh and V. Volkov, JETP Lett. 104, 411 (2016).
  37. V. G. Daniele and R. Zich, The Wiener-Hopf method in electromagnetics, SiTech Publishing Incorporated, Edison, NJ (2014).
  38. A. N. Afanasiev, P. S. Alekseev, A. A. Greshnov, and M. A. Semina, Phys. Rev. B 108, 235124 (2023).
  39. M. Semenyakin and G. Falkovich, Phys. Rev. B 97, 085127 (2018).
  40. A. A. Gunyaga, M. V. Durnev, and S. A. Tarasenko, Phys. Rev. B 108, 115402 (2023).
  41. M. V. Entin, L. I. Magarill, and D. L. Shepelyansky, Phys. Rev. B 81, 165441 (2010).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Supplementary Material
Download (154KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Российская академия наук

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».