Электромагнитные волновые явления в ограниченной и неравновесной электронной плазме твердого тела

• Автор: Попов, Вячеслав Валентинович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 335 с.

Оглавление
Введение
I. Магнитоплазменные волны в плоских латерально-однородных полупроводниково-диэлектрических структурах
1. Магнитоплазменные поверхностные электромагнитные волны на границе раздела полупроводник-диэлектрик
1.1. Введение в проблему
1.2. Получение дисперсионного уравнения. Форма поляризации поля и потоки мощности
1.3. Влияние поляризации диэлектрика на дисперсию магнитоплазменных поверхностных электромагнитных волн на границе раздела полупроводник-диэлектрик
1.3.1. Предварительные замечания
1.3.2. Малая поляризуемость диэлектрика
1.3.3 Большая поляризуемость диэлектрика
1.4. Магнитоплазменные поверхностные электромагнитные волны с поглощением на границе раздела полупроводник-диэлектрик
1.4.1 Малая поляризуемость диэлектрика
1.4.2 Большая поляризуемость диэлектрика
1.5. Основные результаты и выводы

2. Магнитоплазменные электромагнитные волны в структурах металл-диэлектрик-полупроводник
2.1. Постановка задачи исследований
2.2. Теория магнитоплазменных электромагнитных волн в структурах металл-диэлектрик-полупроводник. Преобразование поверхностных волн в объемные
2.3. Экспериментальные исследования распространения магнитоплазменных волн в плоских волноводных структурах металл-диэлектрик-полупрово-дник
2.3.1. Экспериментальная методика. Приготовление экспериментальных образцов
2.3.2, Результаты экспериментов и их обсуждение
2.4. Основные результаты и выводы
3. Магнитоплазменные поверхностные волны в структурах с двумерной электронной плазмой
3.1. Современное состояние исследований
3.2. Двумерные плазменные волны, как предельный случай поверхностных волн в плоском плазменном слое
3.3. Связанные фонон-магнитоплазменные волны в структуре с двумерной электронной плазмой
3.3.1 Вводные замечания
3.3.2 Результаты исследований и их обсуждение
3.4. Выводы
II. Электромагнитные колебания и волны в открытых латерально-периодических структурах с двумерной электрон-
ной плазмой

4. Плазменные колебания и волны в открытой структуре с двумерной электронной плазмой и периодической металлической решеткой
4.1. Обзор и постановка проблемы
4.2. Описание теоретического подхода
4.2.1. Идеально проводящие полоски решетки
4.2.2. Учет конечной проводимости металлических полосок решетки
4.3. Предельные случаи: двумерные плазменные волны в латерально-однородной структуре
4.4. Влияние периодической металлической решетки на дисперсию медленных двумерных плазменных волн
4.5. Спектр электромагнитного излучения двумерных плазменных колебаний. Интерпретация данных спектральных измерений
4.5.1. Предварительные замечания
4.5.2, Результаты расчетов и их обсуждение. Сравнение с экспериментом
4.6. Неустойчивость плазменных волн и генерация электромагнитного излучения в открытой периодической структуре с дрейфующей двумерной электронной плазмой
4.6.1. Постановка вопроса
4.6.2. Результаты расчетов и их обсуждение
4.6.3. Оценка возможности использования неустойчивости плазменных волн в структуре с решеткой для генерации терагерцевого электромагнитного излучения
4.7. Возбуждение двумерных плазменных колебаний внешней электромагнитной волной в полупроводниковой гетероструктуре с решеточным элементом связи
4.7.1. Вводные замечания

лической решетки на распространение МПП в полярных полупроводниках. Частоты оптических колебаний кристаллической решетки в полупроводниках имеют величину порядка (1012 -т- 1013)с-1 , т.е. лежат в далекой инфракрасной области спектра электромагнитных волн. В миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах волн учет фонон-ной дисперсии ДП приводит только к малой частотно-независимой добавке к величине £; , но не меняет вида спектра МПП.
Распространение МПП под косым углом к вектору магнитного поля, направленному параллельно поверхности полупроводника, рассматривалось [35, 36]. В такой геометрии вдоль границы полупроводника могут распространяться МПП с большим замедлением (до 103). Замедление этих волн не связано с резонансом волны, а определяется большим положительным вкладом поляризации свободных носителей в ДП полупроводника на частотах, значительно меньших <дс и и>р . Закон дисперсии этих волн аналогичен дисперсии объемных геликонных волн в полупроводниках [3], поэтому они получили название поверхностных геликонов. Поверхностные геликоны, в отличии от объемных, не могут распространяться строго вдоль направления внешнего магнитного поля и являются невзаимными. Экспериментальные исследования поверхностных геликонов проводились в работах [37, 38].
Проведенный аналитический обзор отечественных и зарубежных работ по исследованию распространения МПП на границе раздела П-Д в геометрии Фойгта показывает, что к числу нерешенных к моменту выполнения работ автора диссертации по данной проблеме относились вопросы изучения особенностей распространения МПП на границе полупроводник-диэлектрик при большой поляризуемости диэлектрика (е > б;) и исследования влияния диссипативных эффектов на распространение МПП на границе полупроводник-диэлектрик.
Решение этих проблем является предметом теоретических исследований, результаты которых приведены в данной главе диссертации.