INTERFERENCE CORRECTION TO OPTICAL CONDUCTANCE OF A MAGNETO-ACTIVE MEDIUM WITH SCATTERING INHOMOGENEITIES

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

The interference contribution to the optical conductance (total transmission) of a disordered sample is calculated. It is shown that wave interference in the medium is suppressed due to helicity-flip scattering events. As a result, when the cross-section of this process changes resonantly, as in the case of scattering by Mie particles near the first Kerker point, the spectral dependence of the interference contribution also becomes resonant. When waves propagate through a magneto-active medium, the applied magnetic field does not disrupt the interference of waves with given helicity but suppresses it if the helicity changes along different parts of the trajectory. This leads to a decrease in the interference contribution to conductance with increasing magnetic field. A similar phenomenon ― negative magnetoresistance ― is known as a consequence of weak localization of electrons in metals with impurities. It is found that with increasing magnetic field, the change in the interference correction to the optical conductance approaches a certain limit value, depending on the ratio of transport mean free path to helicity-flip scattering length. The possibility of controlling the transition to strong “Anderson” localization in the quasi-one-dimensional case (magneto-active waveguide) using the field is discussed.

About the authors

E. E. Gorodnichev

National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute)

Email: gorodn@theor.mephi.ru
Russian Federation, 115409, Moscow

D. B. Rogozkin

National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute); Dukhov Automatics Research Institute (VNIIA)

Author for correspondence.
Email: rogozkin@theor.mephi.ru
Russian Federation, 115409, Moscow; 127055, Moscow

References

  1. Analogies in Optics and Microelectronics, ed. by W. van Haeringen and D. Lenstra, Kluwer, Dordrecht (1990).
  2. E. Akkermans and G. Montambaux, Mesoscopic Physics of Electrons and Photons, Cambrige University Press, Cambrige (2007).
  3. S. Rotter and S. Gigan, Rev. Mod. Phys. 89, 015005 (2017).
  4. L. Schertel, O. Irtenkauf, C. M. Aegerter et al., Phys. Rev.A 100, 043818 (2019).
  5. K. Y. Bliokh, S. A. Gredeskul, P. Rajan et al., Phys. Rev.B 85, 014205 (2012).
  6. T. Goto, A. V. Dorofeenko, A. M. Merzlikin, et al., Phys. Rev. Lett. 101, 113902 (2008).
  7. F. Scheffold and G. Maret, Phys.Rev.Lett. 81, 5800 (1998).
  8. A. A. Chabanov, N. P. Tregoures, B. A. van Tiggelen, and A. Z. Genack, Phys. Rev. Lett. 92, 173901 (2004).
  9. T. Ozawa, H. M. Price, A. Amo, N. Goldman, M. Ha-fezi, L. Lu, M. C. Rechtsman, D. Schuster, J. Simon, O. Zilberberg, and I. Carusotto, Rev. Mod. Phys. 91, 015006 (2019).
  10. B. L. Altshuler, A. G. Aronov, D. E. Khmel’nitskii, A. I. Larkin, Quantum Theory of Solids, Mir, Moscow (1982), p. 130.
  11. G. Bergmann, Phys. Rep. 107, 1 (1984).
  12. M. C. W. van Rossum and T. M. Nieuwenhuizen, Rev. Mod. Phys. 71, 313 (1999).
  13. P. A. Lee and T. V. Ramakrishnan, Rev. Mod. Phys. 57, 287 (1985).
  14. Е. Е. Городничев, А. И. Кузовлев, Д. Б. Рогозкин, Письма в ЖЭТФ 68, 21 (1998).
  15. Е. Е. Городничев, А. И. Кузовлев, Д. Б. Рогозкин, ЖЭТФ 133, 839 (2008).
  16. Е. Е. Городничев, А. И. Кузовлев, Д. Б. Рогозкин, Письма в ЖЭТФ, 89, 649 (2009).
  17. E. E. Gorodnichev, A. I. Kuzovlev, and D. B. Rogoz-kin, JOSA A33, 95, (2016).
  18. Е. Е. Городничев, А. И. Кузовлев, Д. Б. Рогозкин, Письма в ЖЭТФ 104, 155 (2016).
  19. R. Lenke, R. Lehner, and G. Maret, Europhys. Lett. 52, 620 (2000).
  20. R. Lenke, C. Eisenmann, D. Reinke, and G. Maret, Phys. Rev. E 66, 056610 (2002).
  21. E. E. Gorodnichev and D. B. Rogozkin, J. Phys.: Conf. Ser. 1686, 012024 (2020).
  22. E. E. Gorodnichev, K. A. Kondratiev, and D. B. Ro-gozkin, Phys. Rev. B 105, 104208 (2022).
  23. Е. Е. Городничев, Д. Б. Рогозкин, Письма в ЖЭТФ 118, 30 (2023).
  24. А. А. Голубенцев, Изв. ВУЗов. Радиофизика 27, 734 (1984).
  25. А. А. Голубенцев, ЖЭТФ 86, 47 (1984).
  26. F. C. MacKintosh and S. John, Phys. Rev. B 37, 1884 (1988).
  27. V. Gasparian and Zh. S. Gevorkian, Phys. Rev. A 87, 053807 (2013).
  28. M. A. Kozhaev, R. A. Niyazov, and V. I. Belotelov, Phys. Rev. A 95, 023819 (2017).
  29. A. K. Zvezdin and V. A. Kotov, Modern Magnetooptics and Magnetooptical Materials, Institute of Physics Publishing, (1997), p. 404.
  30. M. I. Mishchenko, Electromagnetic Scattering by Particles and Particle Groups, Cambridge University Press, Cambridge (2014).
  31. Е. Е. Городничев, А. И. Кузовлев, Д. Б. Рогозкин, ЖЭТФ 131, 357 (2007).
  32. E. E. Gorodnichev, A.I. Kuzovlev, and D. B. Rogoz-kin, Phys. Rev. E 90, 043205 (2014).
  33. Р. Ньютон, Теория рассеяния волн и частиц, Мир, Москва (1969).
  34. F. C. MacKintosh, J. X. Zhu, D. J. Pine, and D.A. Weitz, Phys. Rev. B 40, 9342 (1989).
  35. D. Bicout, C. Brosseau, A. S. Martinez, and J. M. Schmitt, Phys. Rev. E 49, 1767 (1994).
  36. Е. Е. Городничев, А. И. Кузовлев, Д. Б. Рогозкин, КЭ 46, 947 (2016).
  37. M.K. Schmidt, J. Aizpurua, X. Zambrana-Puyalto, X. Vidal, G. Molina-Terriza, and J. J. Saenz, Phys. Rev. Lett. 114, 113902 (2015).
  38. P. Laven, Appl.Opt. 42, 436 (2003).
  39. A. A. Chabanov, Z. Q. Zhang, and A. Z. Genack, Phys. Rev. Lett. 90, 203903 (2003).
  40. H. Cao, A. P. Mosk, and S. Rotter, Nature Physics 18, 994 (2022).
  41. Л.Д. Ландау, Е. М. Лифшиц, Электродинамика сплошных сред, Наука, Москва (1982).
  42. C. W. J. Beenakker, Rev. Mod. Phys. 69, 731 (1997).
  43. S. Kumari and S. Chakraborty, J. Sens. Sens. Syst. 7, 421 (2018).
  44. D. Vojna, O. Slezak, A. Lucianetti, and T. Mocek, Appl. Sci. 9, 3160 (2019).
  45. А. Исимару, Распространение и рассеяние волн в случайно-неоднородных средах, Мир, Москва (1981), т. 1.
  46. E. P. Zege, A. P. Ivanov, and I. L. Katsev, Image Transfer Through a Scattering Medium, Springer Verlag (1991).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

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».