Коллективные колебания двухцепочечной электронной системы в проводящем канале над жидким гелием

Анотація

Проведено моделирование низкоразмерной системы электронов над жидким гелием. Показано, что включение дополнительного потенциала в плоскости слоя зарядов приводит к сжиманию системы в направлении действия возникающей внешней силы. Такой потенциал появляется при экспериментальной реализации системы поверхностных электронов над профилированной подложкой, где он пропорционален прижимающему электрическому полю. Установлено, что при этом система, последовательно проходя через конфигурации из нескольких линейных цепочек, переходит от состояния двумерного электронного кристалла к зигзагообразному расположению зарядов, ранее предсказанному Чапликом. При дальнейшем увеличении прижимающего поля система перестраивается в одиночную линейную цепочку. Методом уравнений движения рассчитаны законы дисперсии коллективных плазменных колебаний зигзагообразной конфигурации электронов. Одна из продольных ветвей колебаний является акустической, вторая — оптической. Обе поперечные ветви колебаний — оптические. Проведено сравнение результатов с ранее полученными законами дисперсии для одиночной цепочки электронов. Показано, что законы дисперсии поперечных плазменных колебаний более устойчивы, чем поперечная ветвь колебаний одиночной цепочки. Исследовано влияние магнитного поля на спектр плазменных колебаний зигзагообразной конфигурации электронов.