Анотація до роботи:

Борисенко С.А. Поверхневі поляритони у двовимірних електронних системах та напівмагнітних напівпровідниках. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.03 – радіофізика. – Інститут радіофізики та електроніки ім. О.Я.Усикова НАН України, Харків, 2002.

Розглянуто високочастотні ефекти, що виникають при поширенні поверхневих поляритонів у поодиноких та подвійних двовимірних електронних системах, які сформовані на основі гетеропереходів GaAs/Al_xGa_1-xAs і знаходяться в умовах цілочисельного квантового ефекту Холла та в напівмагнітних напівпровідниках, які перебувають у стані антиферомагнітного упорядкування. Теоретично передбачено існування поверхневих мод Брюстера та об’ємних поляритонів різних порядків у гетероструктурах GaAs/Al_xGa_1-xAs при наявності дисипації в двовимірних електронних системах. Запропоновано новий безконтактний спосіб визначення параметрів магнітної підсистеми напівмагнітних напівпровідників, який базується на збудженні в них лінійних поверхневих поляритонів за допомогою ефекту порушеного повного внутрішнього відбиття. Теоретично передбачено існування нелінійних поверхневих поляритонів у напівмагнітних напівпровідниках, діелектрична проникність яких залежить від інтенсивності електричного поля.

У дисертаційній роботі досліджено високочастотні властивості поверхневих поляритонів у гетеропереходах GaAs/Al_xGa_1-xAs та напівмагнітних напів-провідниках. Сформулюємо основні результати роботи:

1. Встановлено, що в поодиноких і подвійних напівпровідникових гетеро-пероходах GaAs/Al_xGa_1-xAs, які знаходяться в умовах ЦКЕХ, спектр, потоки енергії та величина стрибків групової швидкості ПП залежать від їх геометричних розмірів.

2. Знайдено, що у подвійних гетеропероходах GaAs/Al_xGa_1-xAs існує резонансна взаємодія двох мод ПП. Розташування резонасної взаємодії цих мод залежить від товщини покриття подвійної ДЕС.

3. Встановлено, що несиметрія подвійного гетеропереходу GaAs/Al_xGa_1-xAs приводить до залежності спектру двох мод ПП від відносного розташування ДЕС у напівпровідниковій структурі у випадку, коли фактори заповнення рівнів Ландау двох ДЕС є різними.

4. Передбачено існування поверхневих мод Брюстера й об’ємних поляритонів різних порядків в поодиноких та подвійних гетеропереходах GaAs/Al_xGa_1-xAs при урахуванні згасання в ДЕС.

5. Встановлено, що в напівмагнітних напівпровідниках, які знаходяться в стадії антиферомагнітного упорядкування дисперсійні властивості лінійних ПП істотно залежать від плазмової частоти електронів і напрямку зовнішнього постійного магнітного поля.

6. Передбачено ефект зміни типу частотної дисперсії лінійних ПП зі зміною плазмової частоти електронів в напівмагнітних напівпровідниках.

7. Знайдено, що в зовнішньому постійному магнітному полі дисперсійні криві лінійних ПП можуть бути немонотонними, а послідовність зміни типу їх частотної дисперсії залежить від їхнього напрямку поширення.

8. Передбачено існування нелінійних ПП з монотонним і немонотонним спаданням поля в напівмагнітних напівпровідниках, діелектрична проникність яких залежить від інтенсивності електричного поля. Тип нелінійних ПП залежить від знака магнітної проникності та знака параметра нелінійності напівмагнітного напівпровідника. Нелінійні ПП із монотонним спаданням електромагнітного поля існують у тому ж частотному інтервалі, що й лінійні ПП. Нелінійні ПП із немонотонним спаданням електромагнітного поля існують в інтервалі частот, що є інтервалом непропускання для лінійних ПП. Цей інтервал частот набагато ширше області існування лінійних і нелінійних ПП із монотонним спаданням електромагнітного поля. Групова швидкість нелінійних ПП як з монотонним, так і з немонотонним спаданням електромагнітного поля може мати будь-який знак в залежності від величини плазмової частоти електронів.

9. Запропоновано безконтактний метод визначення параметрів магнітної підсистеми напівмагнітних напівпровідників, який базується на збудженні в них лінійних ПП за допомогою ефекту порушеного повного внутрішнього відбиття. Показано, що цей метод може бути використаним як у випадку, коли відсутнє зовнішнє постійне магнітне поле, так і при його наявності.

Публікації автора:

1. Beletskii N.N., Berman G.P., Bishop A.R., Borisenko S.A. Surface polaritons in a GaAs/AlGaAs heterojunction in a high magnetic field // J. Phys.: Condens. Matter. - 1998. - Vol. 10, № 26. - P. 5781 - 5790.

2. Белецкий Н.Н., Борисенко С.А. Влияние диссипации на свойства поверхностных поляритонов в гетеропереходах GaAs/AlGaAs в квантующем магнитном поле // Физ. тверд. тела. - 1999. - Т. 41, № 4. - C. 705 - 711.

3. Белецкий Н.Н., Борисенко С.А. Влияние квантующего магнитного поля на спектр и затухание поляритонов в двойных двумерных электронных системах // Физ. тверд. тела. - 2000. - Т. 42, № 8. - C. 1479 - 1485.

4. Белецкий Н.Н., Борисенко С.А. Определение частоты антиферромагнитного резонанса в полумагнитных полупроводниках с помощью поверхностных поляритонов // Радиофизика и электроника: Сб. научн. тр. - Харьков: Ин-т радиофизики и электроники НАН Украины. - 2001. - Т. 6, № 2. - С. 261 - 267.

5. Белецкий Н.Н., Борисенко С.А. Нелинейные поверхностные поляритоны в полумагнитных полупроводниках, находящихся в фазе антиферромагнитного упорядочения // Радиофизика и электроника: Сб. научн. тр.- Харьков: Ин-т радиофизики и электроники НАН Украины.- 2001. - Т. 6, № 3. - С. 289 - 293.

6. Nonlinear surface polaritons in semimagnetic semiconductor / Beletskii N.N., Borisenko S.A., Ivanchenko I.V., Popenko N.A., Karelin S.Yu. // Abstr. of 20th European Conference on Surface Science. - Krakow (Poland). - 2001.- P. 75.

7. Beletskii N.N., Borisenko S.A. Non-radiative polaritons in a GaAs/AlGaAs heterostructures under quantum Hall effect conditions // Proc. of Third International Kharkov Symposium "Physics and engineering of millimeter and submillimeter waves". - Kharkov (Ukraine). - 1998. - Vol. 1. - P. 292 - 294.

8. Beletskii N.N., Borisenko S.A. Surface polaritons in semimagnetic semiconductors // Proc. of the Fourth International Symposium "Physics and engineering of millimeter and submillimeter waves". - Kharkov (Ukraine). - 2001. - P. 316 - 318.

9. Beletskii N.N., Borisenko S.A. Determining the antiferromagnetic resonance frequency in semimagnetic semiconductors by means of surface polaritons // Proc. of 11th International Symposium on ultrafast phenomena in semiconductors. - Vilnius (Lithuania). - 2001. - P. 95 - 96.

10. Белецкий Н.Н., Борисенко С.А. Электромагнитные поляритоны в двойных двумерных электронных системах // Тезисы докладов 9-ой международной Крымской конференции "СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии". - Севастополь (Украина). - 1999. - C. 305 - 306.