Высокочастотный эффект Холла и поперечно-электрические гальваномагнитные волны в двумерных электронных системах с постоянным током

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Получен тензор электродинамической проводимости для двумерной электронной системы с дрейфом на постоянном токе с учетом высокочастотного эффекта Холла (взаимодействия постоянного тока с переменным магнитным полем). Мы демонстрируем ограничения квазистатического подхода, пренебрегающего этим эффектом. С помощью электродинамической проводимости мы обнаруживаем новую двумерную поперечную электрическую (TE) электромагнитную моду. Эта мода является невзаимной с дисперсией ω = ku0 и проявляется в понижении коэффициента отражения ДЭС на резонансной частоте. Кроме того, мы предсказываем двулучепреломление падающей затухающей TE-волны в системе двумерной электронной системы с дрейфом и обнаруживаем намеки на черенковское усиление в низкочастотном пределе. Также обсуждаются предельные случаи, когда квазистатический подход уместен.

Об авторах

А. С. Петров

Московский физико-технический институт, лаборатория оптоэлектроники двумерных материалов

Email: petrov.as@mipt.ru
Долгопрудный, Россия

Д. А. Свинцов

Московский физико-технический институт, лаборатория оптоэлектроники двумерных материалов

Долгопрудный, Россия

Список литературы

  1. O. V. Konstantinov and V. I. Perel, ZhETF 38, 161 (1960).
  2. B. W. Maxfield, Am. J. Phys. 37(3), 241 (1969).
  3. R. Bowers, C. Legendy, and F. Rose, Phys. Rev. Lett. 7(9), 339 (1961).
  4. R. A. Helliwell and M. G. Morgan, Proceedings of the IRE 47(2), 200 (1959).
  5. A. I. Morozov and P. Shubin, Sov. Phys. JETP 19, 484 (1964).
  6. V. N. Kopylov, JETP Lett. 29(1), 23 (1979).
  7. L. E. Gurevich and B. L. Gelmont, ZhETF 46, 884 (1964).
  8. V. N. Kopylov,JETP Lett. 28(3), 121 (1978).
  9. V. I. Falko and D. E. Khmelnitskii, ZhETF 95, 847 (1989).
  10. S. A. Mikhailov and K. Ziegler, Phys. Rev. Lett. 99(1), 016803 (2007).
  11. S. G. Menabde, D. R. Mason, E. E. Kornev, C. Lee, and N. Park, Sci. Rep. 6(1), 21523 (2016).
  12. I. M. Moiseenko, V. V. Popov, and D. V. Fateev, J. Phys. Condens. Matter 34(29), 295301 (2022).
  13. I. M. Moiseenko, V. V. Popov, and D. V. Fateev, J. Phys. Condens. Matter 35(25), 255301 (2023).
  14. P. S. Alekseev and A. P. Alekseeva, Phys. Rev. Lett. 123(23), 236801 (2019).
  15. D. A. Bandurin, E. M¨onah, K. Kapralov, I. Y. Phinney, K. Lindner, S. Liu, J. H. Edgar, I. A. Dmitriev, P. Jarillo-Herrero, D. Svintsov, and S. D. Ganichev, Nat. Phys. 18(4), 462 (2022).
  16. K. Kapralov and D. Svintsov,Phys. Rev. B 106(11), 115415 (2022).
  17. A. B. Mikhailovskii, Electromagnetic instabilities in an inhomogeneous plasma, IOP Publishing Bristol, Philadelphia and N.Y. (1992).
  18. J. Pozhela, Plasma and Current Instabilities in Semiconductors: International Series on the Science of the Solid State, Pergamon Press, Oxford, N.Y., Toronto, Sydney, Paris, Frankfurt (1981), v. 18.
  19. M. Dyakonov and M. Shur, IEEE Trans. Electron Devices 43(3), 380 (1996).
  20. V. Yu. Kachorovskii and M. S. Shur, Solid-State Electronics 52(2), 182 (2008).
  21. M. I. Dyakonov, Semiconductors 42, 984 (2008).
  22. O. Sydoruk, R. R. A. Syms, and L. Solymar, Appl. Phys. Lett. 97(26), 263504 (2010).
  23. A. S. Petrov and D. Svintsov, Phys. Rev. B 99(19), 195437 (2019).
  24. A. S. Petrov and D. Svintsov, Phys. Rev. Appl. 17(5), 054026 (2022).
  25. S. A. Mikhailov, Phys. Rev. 58(3), 1517 (1998).
  26. I. Kukushkin, J. Smet, S. A. Mikhailov, D. Kulakovskii, K. von Klitzing, and W. Wegscheider, Phys. Rev. Lett. 102(8), 081301 (2020).
  27. V. Muravev, P. Gusikhin, A. Zarezin, A. Zabolotnykh, V. Volkov, and I. Kukushkin, Phys. Rev. 102(8), 081301 (2020).
  28. I. V. Zagorodnev, A. A. Zabolotnykh, D. A. Rodionov, and V. A. Volkov, Nanomaterials 13(6), 975 (2023).
  29. I. S. Sokolov, D. V. Averyanov, O. E. Parfenov, A. N. Taldenkov, I. A. Karateev, A. M. Tokmachev, and V. G. Storchak, J. Alloys Compd. 884, 161078 (2021).
  30. I. S. Sokolov, D. V. Averyanov, O. E. Parfenov, A. N. Taldenkov, M. G. Rybin, A.M. Tokmachev, and V. G. Storchak, Small 19, 2301295 (2023).
  31. I. S. Sokolov, D. V. Averyanov, O. E. Parfenov, A. N. Taldenkov, A. M. Tokmachev, and V. G. Storchak, Carbon 218, 118769 (2024).
  32. A. D. Boardman, Electromagnetic surface modes, John Wiley & Sons Chichester, N.Y., Brisbane, Toronto, Singapore (1982).
  33. L. Zheng and S. D. Sarma, Phys. Rev. B 53, 9964 (1996).
  34. V. M. Muravev and I. V. Kukushkin, Phys.-Uspekhi 63(10), 975 (2020).

© Российская академия наук, 2024

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах