Magnitoplazmony i elektronnyy magnitovuk v gidrodinamicheskom rezhime elektronnogo transporta v grafepe

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

Теоретически исследованы поверхностные электромагнитные волны в графепе в гидродинамическом режиме в присутствии постоянного магнитного поля. Получен антисимметричный тензор проводимости графена с учетом пространственной дисперсии. Показано, что пространственная дисперсия приводит к одноосной анизотропии проводимости графена в дополнение к гиротропии графена в магнитном поле. Вычислены дисперсионные, магнитополевые и концентрационные зависимости частоты магнитоплазменно-звуковых волн. При больших волновых векторах магнитоплазменные волны трансформируются в электронный магнитовук с практически линейной зависимостью частоты от волнового вектора. Показано, что влияние магнитогиротропии графена на гибридизацию поляризации магнитоплазмонов уменьшается в квази-электростатическом режиме.

About the authors

D. V Fateev

Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН; Саратовский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского

Email: fateevdv@yandex.ru
Саратовский филиал Саратов, Россия; Саратов, Россия

A. A Shamarina

Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН; Саратовский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского

Саратовский филиал Саратов, Россия; Саратов, Россия

V. V Popov

Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН

Саратовский филиал Саратов, Россия

References

  1. K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S. V. Dubonos, I. V. Grigorieva, and A. A. Firsov, Science, 306(5696), 666 (2004).
  2. K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, M. I. Katsnelson, I. V. Grigorieva, S. V. Dubonos, and A. A. Firsov, Nature 438(7065), 197 (2005).
  3. S. Bhandari, G. H. Lee, A. Klales, K. Watanabe, T. Taniguchi, E. Heller, P. Kim, and R. M. Westervelt, Nano Lett. 16(3), 1690 (2016).
  4. I. Crassee, M. Orlita, M. Potemski, A. L. Walter, M. Ostler, T. Seyller, I. Gaponenko, J. Chen, and A. B. Kuzmenko, Nano Lett. 12, 2470 (2012).
  5. I. Crassee, J. Levallois, A. L. Walter, M. Ostler, A. Bostwick, E. Rotenberg, T. Seyller, D. van der Marel, and A. B. Kuzmenko, Nat. Phys. 7, 48 (2011).
  6. M. Tamagnone, A. Fallahi, J. R. Mosig, and J. Perruisseau-Carrier, Nat. Photonics 8, 556 (2014).
  7. S. A. Mikhailov and K. Ziegler, Phys. Rev. Lett. 99, 016803 (2007).
  8. I. M. Moiseenko, V. V. Popov, and D. V. Fateev, J. Phys.: Condens. Matter 34, 295301 (2022).
  9. A. V. Chaplik, Surf. Sci. Rep. 5, 289 (1985).
  10. R. S. Deacon, K. C. Chuang, R. J. Nicholas, K. S. Novoselov, and A. K. Geim, Phys. Rev. B 76, 081406(R) (2007).
  11. N. Jiao, S. Kang, K. Han, X. Shen, and W. Wang, Phys. Rev. B 99, 195440 (2019).
  12. B. J. Russell, B. Zhou, T. Taniguchi, K. Watanabe, and E. A. Henriksen, Phys. Rev. Lett. 120, 047401 (2018).
  13. R. Roldan, M. O. Goerbig, and J. N. Fuchs, Phys. Rev. B 83, 205406 (20110).
  14. D. A. Bandurin, E. Monch, K. Kapralov, I. Y. Phinney, K. Lindner, S. Liu, J. H. Edgar, I. A. Dmitriev, P. Jarillo-Herrero, D. Svintsov, and S. D. Ganichev, Nat. Phys. 18(4), 462 (2022).
  15. D. A. Bandurin, A. V. Shytov, L. S. Levitov, R. K. Kumar, A. I. Berdyugin, M. Ben Shalom, I. V. Grigorieva, A. K. Geim, and G. Falkovich, Nat. Commun. 9, 4533 (2018).
  16. D. Svintsov, Phys. Rev. B 97, 121405(R) (2018).
  17. A. Lucas and K. C. Fong, J. Phys. Condens. Matter 30, 053001 (2018).
  18. D. Svintsov, V. Vyurkov, V. Ryzhii, and T. Otsuji, Phys. Rev. B 88, 245444 (2013).
  19. S. Rudin, Int. J. High Speed Electron. Syst. 20, 567 (2011).
  20. B. N. Narozhny, Ann. Phys. 411, 167979 (2019).
  21. I. M. Moiseenko, D. V. Fateev, and V. V. Popov, Phys. Rev. B 109, L041401 (2024).
  22. I. M. Moiseenko, D. V. Fateev, and V. V. Popov, Phys. Rev. B 110, L081402 (2024).
  23. Y. Dong, L. Xiong, I. Y. Phinney et al. (Collaboration), Nature 594(7864), 513 (2021).
  24. W. Zhao, S. Wang, S. Chen, Z. Zhang, K. Watanabe, T. Taniguchi, A. Zettl, and F. Wang, Nature 614, 688 (2023).
  25. M. J. Ku, T. X. Zhou, Q. Li et al. (Collaboration), Nature 583(7817), 537 (2020).
  26. D. V. Fateev and V. V. Popov, Semiconductors 54, 941 (2020).
  27. D. Svintsov, Phys. Rev. B 100, 195428 (2019).
  28. D. Svintsov, V. Vyurkov, S. Yurchenko, T. Otsuji, and V. Ryzhii, J. Appl. Phys. 111, 083715 (2012).
  29. A. Lucas, Phys. Rev. B 93, 245153 (2016).
  30. Z. Sun, D. N. Basov, and M. M. Fogler, Phys. Rev. Lett. 117, 076805 (2016).
  31. D. Pines, Can. J. Phys. 34, 1379 (1956).
  32. E. H. Hwang and S. Das Sarma, Phys. Rev. B 75, 205418 (2007).
  33. U. Brislot, M. Schutt, I. V. Gornyi, M. Titov, B. N. Narozhny, and A. D. Mirlin, Phys. Rev. B 92(11), 115426 (2015).
  34. B. N. Narozhny, I. V. Gornyi, and M. Titov, Phys. Rev. B 103(11), 115402 (2021).
  35. E. H. Hasdeo, J. Ekstrom, E. G. Idrisov, and T. L. Schmidt, Phys. Rev. B 103, 125106 (2021).
  36. R. Krishna Kumar, D. A. Bandurin, F. M. Pellegrino et al. (Collaboration), Nat. Phys. 13(12), 1182 (2017).
  37. Y. W. Tan, Y. Zhang, K. Bolotin, Y. Zhao, S. Adam, E. H. Hwang, S. Das Sarma, H. L. Stormer, and P. Kim, Phys. Rev. Lett. 99, 246803 (2007).
  38. M. Orlita, C. Faugeras, P. Plochocka, P. Neugebauer, G. Martinez, D. K. Maude, A. L. Barra, M. Sprinkle, C. Berger, W. A. De Heer, and M. Potemski, Phys. Rev. Lett. 101, 267601 (2008).
  39. J. M. Dawlaty, S. Shivaraman, M. Chandrashekhar, F. Rana, and M. G. Spencer, Appl. Phys. Lett. 92, 042116 (2008).
  40. P. A. George, J. Strait, J. Dawlaty, S. Shivaraman, M. Chandrashekhar, F. Rana, and M. G. Spencer, Nano Lett. 8, 4248 (2008).
  41. P. S. Alekseev, Phys. Rev. B 98(16), 165440 (2018).
  42. K. Kapralov and D. Svintsov, Phys. Rev. B 106(11), 115415 (2022).
  43. B. Wunsch, T. Stauber, F. Sols, and F. Guinea, New J. Phys. 8, 318 (2006).
  44. A. H. Castro Neto, F. Guinea, N. M. Peres, K. S. Novoselov, and A. K. Geim, Rev. Mod. Phys. 81(1), 109 (2009).
  45. V. Ryzhii, A. Satou, and T. Otsuji, J. Appl. Phys. 101(2), 024509 (2007).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences