Распространение и излучение электромагнитных волн в открытой структуре с двумерной электронной плазмой и периодической металлической решеткой

• Автор: Полищук, Ольга Витальевна
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 120 с.

Оглавление
Введение
1 Современное состояние исследований
2 Решение задачи о спектре электромагнитных колебаний в открытой полупроводниково-диэлектрической структуре с двумерной электронной плазмой и периодической металлической решеткой
2.1 Изотропная двумерная электронная плазма
2.2 Учет конечной проводимости металлических полосок периодической решетки
2.3 Магнитоактивная двумерная электронная плазма
2.4 Алгоритм и программа для решения дисперсионного уравнения,
вычисления распределений полей и плотности заряда на ЭВМ
2.5 Выводы
3 Двумерные плазменные колебания в открытой полупроводни-

ково-диэлектрической структуре с периодической металличе-
ской решеткой в отсутствии внешнего магнитного поля
3.1 Двумерные плазменные волны в планарно-однородной структуре
3.2 Влияние периодической металлической решетки на дисперсию неизлучающих двумерных плазменных волн
3.3 Спектр электромагнитного излучения двумерных плазменных колебаний. Сравнение с экспериментом
3.4 Выводы
4 Электромагнитное излучение двумерных магнитоплазменных и
циклотронных колебаний в полупроводниково-диэлектрической
структуре с периодической металлической решеткой
4.1 Магнитоплазменные и циклотронные колебания в однородной структуре
4.2 Спектр электромагнитного излучения магнитоплазменных и циклотронных колебаний в структуре с периодической металлической решеткой. Сравнение с экспериментом
4.3 Выводы
Заключение
Список литературы
Приложение

Введение
В последние годы интенсивно исследуются двумерные электронные системы в полупроводниках [1], то есть системы, поперечные размеры которых сравнимы или меньше длины волны электрона. Такие двумерные слои пространственного заряда могут возникать на поверхности полупроводников [2], в полупроводниковых гетеропереходах и МДП структурах. Плазменные волны, которые могут возбуждаться и распространяться в таких двумерных электронных системах, называются двумерными плазменными волнами ( 20 плазмонами) [1].
Двумерные плазмоны могут распространяться на частотах миллиметрового, субмиллиметрового и далекого инфракрасного диапазонов волн. Экспериментальные исследования плазменных волн на частотах далекого ИК диапазона в тонких (двумерных) электронных слоях начались в конце 70-х годов за рубежом [3] - [5] хотя первые теоретические работы по этой проблеме появились гораздо раньше [6, 7, 8] в том числе в нашей стране [9, 10].
Первоначально двумерные (20 ) плазмоны наблюдались в инверсионных электронных слоях в кремниевых МДП структурах (см. обзор [11]) , а затем в слоях 2П электронного газа в гетеропереходах СаАз/А1хСа1_хАз [12, 13, 14]. Экспериментальные и теоретические исследования свойств 20 плазмонов

Подставляя разложение (2.67) в интегральное уравнение (2.66) и выполняя интегрирование с учетом явного аналитического выражения для полиномов Чебышева второго рода [67]:
sin(n arccos £)

получим
2 1 / 'ГГГГ) ? л
~ Ч X! па"(г')" £ — ~ <Зте4)Л (—— ) ехр[-г/Зтж] = 0. (2.68)
п=1 т=-оо Ш Ь
где В результате получим бесконечную систему линейных однородных алгебраических уравнений для определения коэффициентов ап :

= 0 (& = 1,2,3

Д 1 . _ _ . _ ,7ггагщ т ,тгтю.
А-кп ~ п(0 —2 ( т ~~ те'?к(
т=-оо Ш Ь Ь
Условием существования ненулевого решения системы алгебраических уравнений (2.69) является равенство нулю определителя матрицы коэффициентов этой системы:
беДА] = 0. (2.71)
§ 2.3 Магнитоактивная двумерная электронная плазма.
Для строгого решения задачи о спектре электромагнитного излучения магнитоплазменных колебаний в структуре рис. 1.1 необходимо найти самосогласованное решение уравнений Максвелла с учетом отклика 2Б электронной