Плазмоны в латерально ограниченных анизотропных сильно экранированных двумерных электронных системах Текст научной статьи по специальности «Физика»

Плазмоны в латерально ограниченных анизотропных сильно экранированных

двумерных электронных системах

И.В.Загороднев,1 ДА.Родионов1'2

1ИРЭ им. В.А. Котельникова, 125009, Москва, ул. Моховая, д. 11, корп. 7

2МФТИ, 141700, Московская обл., г. Долгопрудный, Институтский переулок, д. 9

*е-таИ: тойюпоу. da@phystech. вёп

В последнее время растет интерес к анизотропным двумерным электронным системам и к плазменным колебаниям в них. В частности, обсуждается уникальная возможность управления направлением распространения плазмонов в 2D электронных системах с анизотропной проводимостью [1], например, в квантовых ямах на основе напряженного Al(Ga)As, которые, с одной стороны, обладают высокой подвижностью при низких («гелиевых») температурах, а с другой стороны, анизотропия в них легко контролируема и очень чувствительна к внутриплоскостной деформации квантовой ямы [2].

В данной работе, являющейся продолжением публикаций [3-4], рассмотрены плазменные колебания, возникающие в латерально ограниченных анизотропных двумерных (2D) электронных системах на примере двух геометрий - полоса и диск - в том числе в ситуации, когда важны эффекты электромагнитного запаздывания. Предполагается, что рядом с 2D системой находится металлический идеально проводящий электрод (затвор). В пределе, когда электрод расположен на расстоянии много меньших характерной длины волны плазменных колебаний, возможно точное решение, как в диске, так и в полосе (в рамках приближения локальной ёмкости). Интересно, например, что в таком случае затухание плазменных резонансов в таких системах обычно меньше, чем темп релаксации носителей, т.е. обратное время рассеяния. Однако, в теории в этом предельном случае отсутствует радиационное затухание, которое может быть важно в системах с высокой подвижностью носителей заряда, например, в квантовых ямах GaAs/AlGaAs при низких температурах. Радиационное затухание может быть учтено, например, в рамках теории возмущений.

Работа выполнена в рамках государственного задания ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН.

Литература

[1] S. Ahn, S. Das Sarma, Phys. Rev. B 103, L041303 (2021).

[2] AR. Khisameeva, V.M. Muravev, I.V. Kukushkin et al., Appl. Phys. Lett. 117, 093102 (2020).

[3] Д.А. Родионов, И.В. Загороднев, Письма в ЖЭТФ 118, 90 (2023).

[4] I.V. Zagorodnev, A.A. Zabolotnykh, D.A. Rodionov, V.A. Volkov, Nanomaterials 13, 975 (2023).