Магнитоплазменные волны на поверхности полупроводниковой нанотрубки со сверхрешеткой

Abstract

В приближении случайных фаз рассматриваются спектры плазменных волн в электронном газе на поверхности полупроводниковой нанотрубки со сверхрешеткой в магнитном поле, параллельном оси трубки и сверхрешетки. В квантовом и квазиклассическом случаях рассчитаны частоты длинноволновых внутризонных и межзонных магнитоплазмонов в вырожденном электронном газе. При большом числе заполненных уровней кругового движения электронов частоты волн испытывают осцилляции, похожие на осцилляции де Гааза–ван Альфена, с изменением параметров нанотрубки и осцилляции Ааронова– Бома с изменением магнитного потока через сечение трубки. Характер осцилляций определяется отношением энергии Ферми к ширине минизоны. При большом значении этого отношения на графике зависимости частоты волны от параметров трубки существуют биения. Если этот параметр мал, биения отсутствуют.

У наближенні випадкових фаз розглядаються спектри плазмових хвиль в електронному газі на поверхні напівпровідникової нанотрубки з надграткою у магнітному полі, паралельному осі трубки і надгратки. У квантовому і квазікласичному випадках розраховано частоти довгохвильових внутрізонних та міжзонних магнітоплазмонів у виродженому електронному газі. При великому числі заповнених рівнів колового руху електронів частоти хвиль випробовують осциляції, схожі з осциляціями де Гааза–ван Альфена, зі зміною параметрів нанотрубки і осциляції Ааронова–Бома зі зміною магнітного потоку через переріз трубки. Характер осциляцій визначається відношенням енергії Фермі до ширини мінізони. При великому значенні цього відношення на графіку залежності частоти хвилі від параметрів трубки існують биття. Якщо цей параметр малий, биття відсутні.

The spectra of plasma waves in the electron gas on the surface of semiconducting nanotube with a superlattice are considered. The external magnetic field is directed along the axis of the nanotube and the superlattice. The analysis of the intraband and interband magnetoplasma waves in the degenerate electron gas is presented in quantum and quasiclassical limits. If a number of angular motion levels are filled up then the magnetoplasmon frequencies oscillate with variation of nanotube parameters similarly to the de Haas–van Alphen oscillations. The frequencies demonstrate also the Aharonov–Bohm oscillations on magnetic flux through the nanotube cross-section. The oscillation pattern is determined by the ratio of the Fermi energy to minizone width. If this ratio is sufficiently large the beats appear in the plot of magnetoplasmon frequency as a function of tube parameters.