Взаємодія ізотропної наночастинки з дрейфуючими електронами у квантовій ямі

Abstract

Розглянуто гібридні системи, що складаються з наночастинки та напівпровідникової гетероструктури з квантовою ямою. Наночастинка є такою, що поляризується у сторонньому електричному полі. Обґрунтовано та сформульовано модель гібридної системи. Отримано точні розв'язки рівнянь. Знайдені частоти коливань зарядів гібридної системи та їх додаткове загасання, що зумовлено взаємодією диполя з плазмонами. Природа додаткового загасання подібна до загасання Ландау. Проаналізовано поведінку в часі та просторі збурень концентрації двовимірних електронів. Досліджено поляризаційні коливання наночастинки. Знайдено, що при ненульових дрейфових швидкостях наведена поляризація характеризується складною динамікою. Зокрема, для двох із трьох гілок частотної дисперсії вектор поляризації обертається по еліптичних траєкторіях. У випадку, коли до квантової ями прикладене поле та тече струм, загасання змінюється на наростання коливань гібридної системи у часі, що відповідає електричній нестійкості гібридної системи. Нові явища в гібридних системах можуть бути застосовані для збудження випромінювання наночастинок струмом та для електричної генерації випромінювання в терагерцовій області спектра.