Невзаимные волны в двумерных электронных системах с градиентом температуры

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Мы показываем, что взаимодействие стационарного градиента температуры с переменным магнитным полем в двумерных электронных системах приводит к образованию новой электромагнитной моды – двумерной термомагнитной волны. Эта волна является поперечно-электрической и невзаимной, а ее темп затухания может быть ниже, чем у обычных двумерных плазменных волн. Добротность двумерной термомагнитной волны не зависит от волнового вектора. Численные оценки показывают, что в лучших доступных образцах двумерных электронных систем добротность двумерной термомагнитной волны составляет порядка 10-3. Мы обсуждаем возможные пути преодоления этой проблемы.

Об авторах

А. С Петров

Московский физико-технический институт, Физтех

Email: petrov.as@mipt.ru
Лаборатория оптоэлектроники двумерных материалов Долгопрудный, Россия

Список литературы

  1. Zh. Zhang and L. Zhu, Phys. Rev. Appl. 18, 027001 (2022).
  2. M. Mohseni, R. Verba, T. Bracher, Q. Wang, D. A. Bozhko, B. Hillebrands, and P. Pirro, Phys. Rev. Lett. 122, 197201 (2019).
  3. O. Y. Arkhipova, A. A. Matveev, A. R. San, and S. A. Nikitov, Pis’ma v Zhurnal Tekhnicheskoi Fiziki 51, 53 (2025).
  4. P. Wang, L. Lu, and K. Bertoldi, Phys. Rev. Lett. 115,104302 (2015).
  5. D. Jalas, A. Petrov, M. Eich, W. Freude, S. Fan, Z. Yu, R. Baets, M. Popovic, A. Melloni, J. D. Joannopoulos, M. Vanwolleghem, Ch. R. Doerr, and H. Renner, Nat. Photonics 7, 579 (2013)..
  6. Z. Yu and S. Fan, Nat. Photonics 3, 91 (2009).
  7. M. D. Tocci, M. J. Bloemer, M. Scalora, J. P. Dowling, and C. M. Bowden, Appl. Phys. Lett. 66, 2324 (1995).
  8. C. G. Poulton, R. Pant, A. Byrnes, S. Fan, M. Steel, and B. J. Eggleton, Opt. Express 20, 21235 (2012).
  9. Y. Shoji, M. Ito, Y. Shirato, and T. Mizumoto, Opt. Express 20, 18440 (2012).
  10. A. S. Petrov and D. Svintsov, JETP Lett. 119, 800 (2024).
  11. S. A. Mikhailov, Phys. Rev. B 58, 1517 (1998).
  12. D. C. Brown and H. J. Hoffman, IEEE J. Quantum Electron. 37, 207 (2001).
  13. M. V. Berry, Quantal phase factors accompanying adiabatic changes, Proceedings of the Royal Society of London A: Mathematical and Physical Sciences 392, 45 (1984).
  14. D. Xiao, M.-C. Chang, and Q. Niu, Rev. Mod. Phys. 82, 1959 (2010).
  15. A. S. Petrov, Phys. Rev. B 104, L241407 (2021).
  16. L. Gurevich, ZhETF 44, 548 (1963).
  17. L. Gurevich and B. Gel’Mont, Soviet JETP 24, 124 (1967).
  18. V. Kopylov, JETP Lett. 28, 131 (1978).
  19. B. Hecht, B. Sick, U. P. Wild, V. Deckert, R. Zenobi, O. J. Martin, and D. W. Pohl, J. Chem. Phys. 112, 7761 (2000).
  20. A. S. Petrov and D. Svintsov, Phys. Rev. B 99, 195437 (2019).
  21. D. A. Bandurin, D. Svintsov, I. Gayduchenko et al. (Collaboration), Nat. Commun. 9, 5392 (2018).
  22. J. Wu, H. Ma, P. Yin, Y. Ge, Y. Zhang, L. Li, H. Zhang, and H. Lin, Small Science 1, 2000053 (2021).
  23. I. Kukushkin, J. Smet, S. A. Mikhailov, D. Kulakovskii, K. von Klitzing, and W. Wegscheider, Phys. Rev. Lett. 90, 156801 (2003).
  24. V. Muravev, P. Gusikhin, A. Zarezin, A. Zabolotnykh, V. Volkov, and I. Kukushkin, Phys. Rev. B 102, 081301 (2020).
  25. I. V. Zagorodnev, A. A. Zabolotnykh, D. A. Rodionov, and V. A. Volkov, Nanomaterials 13, 975 (2023).
  26. M. Dyakonov and M. Shur, Phys. Rev. Lett. 71, 2465 (1993).
  27. V. Falko and D. Khmelnitskii, ZhETF 95, 847 (1989).
  28. S. E. Rezaei and P. Schindler, Nanoscale 16, 6142 (2024).
  29. G. Ni, A. McLeod, Z. Sun, L. Wang, L. Xiong, K. Post, S. Sunku, B.-Y. Jiang, J. Hone, C. R. Dean, M. M. Fogler, and D. N. Basov, Nature 557, 530 (2018).
  30. Y. J. Chung, K. Villegas Rosales, K. Baldwin, P. Madathil, K. West, M. Shayegan, and L. Pfeiffer, Nat. Mater. 20, 632 (2021).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025