Связывание звуковых и слабозатухающих электромагнитных мод в металлах

Abstract

Представлены результаты детального теоретического анализа связывания слабозатухающих электромагнитных и звуковых волн в металлах. Установлено принципиальное различие характеров связывания мод, распространяющихся в одном (геликон-фононный резонанс) или встречных (доплерон-фононный резонанс) направлениях. В первом случае дисперсионные кривые расщепляются, тогда как во втором - действительно связываются. В результате в бесстолкновительном пределе в спектре связанных мод возникает щель, причем обе моды являются звукоподобными. Показано, что в случае доплерон-фононного резонанса необходимо учитывать как индукционное, так и деформационное взаимодействие электронов с решеткой.

Comprehensive theoretical data on coupling of weakly damped electromagnetic and sound waves in metals are presented. It is found that the behaviors of coupling of modes which propagate in the same (helicon-phonon resonance) or opposite (doppleron-phonon resonance) directions are fundamentally different. In the first case the dispersion curves are splitted but in the second case they are bound. As a result in the collisionless limit there occurs a gap in the spectra of the coupled modes and the both modes are sound-like. It is shown that in the case of dop-pleron-phonon resonance both induction and deformation interactions of the electrons with the lattice should be taken into account.

Надано результати детального теоретичного аналізу зв’язування слабкозагасаючих електромагнітних та звукових хвиль в металах. Встановлено принципову різницю характерів зв’язування мод, що розповсюджуються в одному (гелікон-фононний резонанс) або зустрічних (доплерон-фононний резонанс) напрямках. В першому випадку дисперсійні криві розщеплюються, тоді як у другому — дійсно зв’язуються. Внаслідок в беззіткневому режимі в спектрі зв’язаних мод з’являється щілина, причому обидві моди є звукоподібними. Показано, що у випадку доплерон-фононного резонансу необхідно враховувати як індукційну, так і деформаційну взаємодію злектронів з граткою.