Plasmons in a Strip with an Anisotropic Two-Dimensional Electron Gas Fully Screened by a Metal Gate

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Interest in anisotropic two-dimensional electron systems and in plasma oscillations in them has been growing recently. Plasmons in a strip with a two-dimensional electron gas with an elliptic Fermi surface that is located near a metal gate, which screens the fields of the two-dimensional gas, have been theoretically analyzed. The plasma eigenmodes in this system have been found analytically in the limit of strong screening and the frequencies and damping rates of these modes have been determined taking into account anisotropy, magnetic field, and electromagnetic retardation effects. It has been shown that the fundamental mode in this limit is an edge magnetoplasmon with a linear dispersion relation. The frequency, damping rate, and velocity of this magnetoplasmon are independent of the magnetic field, and the localization length near the edge is proportional to the magnetic field. The square of the frequency of any other mode is the sum of the square of the frequency of this plasma mode without magnetic field and the square of the cyclotron frequency with a coefficient, which is independent of the orientation of the conductivity tensor with respect to the edges of the strip but depends on the principal values of the effective mass tensor when electromagnetic retardation effects are taken into account.

作者简介

D. Rodionov

Kotelnikov Institute of Radioengineering and Electronics, Russian Academy of Sciences;Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University)

Email: rodionov.da@phystech.edu
Moscow, 125009 Russia;Dolgoprudnyi, Moscow region, 141701 Russia

I. Zagorodnev

Kotelnikov Institute of Radioengineering and Electronics, Russian Academy of Sciences

编辑信件的主要联系方式.
Email: rodionov.da@phystech.edu
Moscow, 125009 Russia

参考

  1. F. Stern, Phys. Rev. Lett. 18, 546 (1967).
  2. W. Knap, Y. Deng, S.Rumyantsev, and M. S. Shur, Appl. Phys. Lett. 81, 4637 (2002).
  3. V. M. Muravev and I. V. Kukushkin, Appl. Phys. Lett. 100, 082102 (2012).
  4. D. A. Bandurin, D. Svintsov, I. Gayduchenko et al. (Collaboration), Nat.Commun. 9, 5392 (2018).
  5. I. V. Zagorodnev, A. A. Zabolotnykh, D. A. Rodionov, and V. A. Volkov, Nanomaterials 13, 975 (2023).
  6. Ch. Wang, G. Zhang, Sh. Huang, Y. Xie, and H. Yan, Adv. Opt. Mater. 8, 1900996 (2020).
  7. S. Ahn and S. Das Sarma, Phys. Rev. B 103, L041303 (2021).
  8. F. Xia, H. Wang, D. Xiao, M. Dubey, and A. Ramasubramaniam, Nature Photon. 8, 899 (2014).
  9. T. Low, A. Chaves, J. D. Caldwell, A. Kumar, N. X. Fang, P. Avouris, T. F. Heinz, F. Guinea, L. Martin-Moreno, and F. Koppens, Nature Mater. 16, 182 (2017).
  10. D. N. Basov, M. M. Fogler, and F. J. Garc'ıa de Abajo, Science 354, aag1992 (2016).
  11. A. Agarwal, M. S. Vitiello, L. Viti, A. Cupolillo, and A. Politano, Nanoscale 10, 8938 (2018).
  12. A. A. Sokolik, O. V. Kotov, and Y. E. Lozovik, Phys. Rev. B 103, 155402 (2021).
  13. T. Low, R. Rold'an, H. Wang, F. Xia, P. Avouris, L. Mart'ın Moreno, and F. Guinea, Phys. Rev. Lett. 113, 106802 (2014).
  14. A. Nemilentsau, T. Low, and G. Hanson, Phys. Rev. Lett. 116, 066804 (2016).
  15. M. Shayegan, E. P. De Poortere, O. Gunawan, Y. P. Shkolnikov, E. Tutuc, and K. Vakili, Phys. Status Solidi B 243, 3629 (2006).
  16. Md. Shafayat Hossain, M. K. Ma, Y. J. Chung, S. K. Singh, A. Gupta, K. W. West, K. W. Baldwin, L. N. Pfei er, R. Winkler, and M. Shayegan, Phys. Rev. Lett. 130, 126301 (2023).
  17. V. M. Muravev, A. R. Khisameeva, V. N. Belyanin, I. V. Kukushkin, L. Tiemann, C. Reichl, W. Dietsche, and W. Wegscheider, Phys. Rev. B 92, 041303(R) (2015).
  18. A. R. Khisameeva, A. V. Shchepetilnikov, V. M. Muravev, S. I. Gubarev, D. D. Frolov, Yu. A. Nefyodov, I. V. Kukushkin, C. Reichl, L. Tiemann, W. Dietsche, and W. Wegscheider, Phys. Rev. B 97, 115308 (2018).
  19. A. R. Khisameeva, V. M. Muravev, and I. V. Kukushkin, Appl. Phys. Lett. 117, 093102 (2020).
  20. D. B. Mast, A. J. Dahm, and A. L. Fetter, Phys. Rev. Lett. 54, 1706 (1985).
  21. В. А. Волков, С. А. Михайлов, Письма в ЖЭТФ 42, 450 (1985).
  22. А. А. Заболотных, В. А. Волков, Письма в ЖЭТФ 104, 424 (2016).
  23. E. Nikulin, D. Mylnikov, D. Bandurin, and D. Svintsov, Phys. Rev. B 103, 085306 (2021).
  24. B. Lax, H. J. Zeiger, and R. N. Dexter, Physica 20, 818 (1954).
  25. S. A. Mikhailov and N. A. Savostianova, Phys. Rev. B 71, 035320 (2005).
  26. Н. Д. Семенов, В. М. Муравьев, И. В. Андреев, И. В. Кукушкин, Письма в ЖЭТФ 114, 669 (2021).
  27. V. M. Muravev, C. Jiang, I. V. Kukushkin, J. H. Smet, V. Umansky, and K. von Klitzing, Phys. Rev. B 75, 193307 (2007).
  28. А. В. Чаплик, ЖЭТФ 62, 746 (1972).
  29. V. A. Volkov and S. A. Mikhailov, ZhETF 94, 217 (1988).
  30. А. В. Чаплик, Письма в ЖЭТФ 101, 602 (2015).
  31. D. Jin, L. Lu, Z. Wang, C. Fang, J. D. Joannopoulos, K. Soljaˇci'c, L. Fu, and N. X. Fang, Nat.Commun. 7, 13486 (2016).
  32. D. A. Rodionov and I. V. Zagorodnev, Phys. Rev. B 106, 235431 (2022).
  33. A. A. Zabolotnykh and V. A. Volkov, Phys. Rev. B 103, 125301 (2021).

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML

版权所有 © Российская академия наук, 2023

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».