Бесстолкновительное затухание поверхностных плазмонов

Abstract

В случае произвольной пространственной дисперсии получены спектр и бесстолкновительное затухание поверхностных электромагнитных волн в проводящей среде, граничащей с диэлектриком (или металлом). Исследованы квантовое и классическое приближения. Показано, что пространственная дисперсия диэлектрической проницаемости плазмы приводит к изменениям спектра, затухания и глубины проникновения поверхностной волны. При рассеянии электронов проводимости на потенциале волны наряду с затуханием Ландау возникает нерезонансный механизм бесстолкновительного затухания, который связан с электронами, движущимися вдоль нормали к границе. Нерезонансное затухание может быть того же порядка или превосходить затухание Ландау.

У випадку довільної просторової дисперсії одержано спектр і беззіткневе загасання поверхневих електромагнітних хвиль у провідному середовищі, яка межує з діелектриком (або металом). Досліджено квантове і класичне наближення. Показано, що просторова дисперсія діелектричної проникності плазми приводить до змін у спектрі, загасанні і глибині проникнення поверхневої хвилі. При розсіянні електронів провідності на потенціалі хвилі поряд з загасанням Ландау виникає нерезонансний механізм беззіткневого загасання, який пов'язан з електронами, що рухаються уздовж нормалі до границі. Нерезонансне загасання може бути одного порядку або перевершувати загасання Ландау.

The spectrum and the collisionless damping of surface electromagnetic waves in а conducting medium bordering а dielectric (or а metal) are obtained for а case of аn arbitrary spatial dispersion. The both, quantum and classical, approximations are considered. It is shown that the spatial dispersion of the dielectric plasma constant changes the spectrum, collisionless damping and penetration depth of the surface wave. As the conduction electrons are scattered by the wave potential, in addition to the Landau damping, the nonresonant collisionless damping takes place that associated with the charged particles moving along normal to boundary. This damping mау be of the same order of magnitude or more than the Landau damping.