Одной из актуальных проблем современной радиофизики является исследование фундаментальных свойств твердотельных структур, содержащих наноразмерные фрагменты. Исследования механизмов возбуждения электромагнитных волн при движении заряженных частиц в различных электродинамических системах составляют основу электроники. При этом к числу принципиально важных характеристик структур относятся их дисперсионные уравнения. Они позволяют определить место электродинамических структур в радиофизических системах разного назначения. Информационной характеристикой являются потери энергии заряженной частицы в единицу времени на возбуждение в системе собственных волн и/или колебаний. В электростатическом приближении получены дисперсионные уравнения, характеризующие собственные моды полупроводникового (или диэлектрического) цилиндра со слоем двумерного электронного газа на его боковой поверхности, а также определены потери энергии заряженной частицы, движущейся по спиральной траектории вокруг такой структуры. Получены дисперсионные зависимости собственных медленных волн системы и найдены потери энергии частицы, движущейся во внешнем магнитном поле, вектор напряженности которого направлен параллельно продольной осисимметрии цилиндрической структуры. Определены особенности магнитотормозного резонанса системы (эффекта Допплера). Исследованы структуры как с плазменным слоем, так и без него, собственные частоты которых находятся в терагерцевом диапазоне. Проведено сравнение спектров собственных частот исследуемых систем. Изучено влияние поверхностного наноразмерного плазменного слоя на собственные частоты полупроводникового и диэлектрического цилиндров. Результаты исследований расширяют наши представления об электродинамических свойствах систем с плазмоподобными средами и систематизируют знания о механизмах возбуждения электромагнитных волн в электродинамических системах, составляющих основу микроволновых устройств.Однією з актуальних проблем сучасної радіофізики є дослідження фундаментальних властивостей твердотільних структур, які містять нанорозмірні фрагменти. Дослідження механізмів збудження електромагнітних хвиль за умов руху заряджених частинок в різноманітних електродинамічних системах складають основу електроніки. При цьому до числа принципово важливих характеристик структур відносяться їх дисперсійні рівняння. Вони дозволяють визначити місце електродинамічних структур в радіофізичних системах різноманітного призначення. Інформаційною характеристикою є втрати енергії зарядженої частинки в одиницю часу на збудження в системі власних хвиль і/або коливань. В електростатичному наближенні одержано дисперсійні рівняння, що характеризують власні моди напівпровідникового (або діелектричного) циліндра з шаром двовимірного електронного газу на його бічній поверхні, а також визначено втрати енергії зарядженої частинки, яка рухається по спіральній траєкторії навколо такої структури. Одержано дисперсійні залежності власних повільних хвиль системи та знайдено втрати енергії частинки, що рухається в зовнішньому магнітному полі, вектор напруженості якого спрямований паралельно поздовжній осі симетрії циліндричної структури. Визначено особливості магнітотормозного резонансу системи (ефекту Доплера). Досліджено структури як з плазмовим шаром, так і без нього,власні частоти яких знаходяться в терагерцовому діапазоні. Проведено порівняння спектрів власних частот досліджуваних систем. Вивчено вплив поверхневого нанорозмірного плазмового шару на власні частоти напівпровідникового та діелектричного циліндрів. Результати досліджень розширюють наші уявлення про електродинамічні властивості систем з плазмоподібними середовищами та систематизують знання про механізми збудження електромагнітних хвиль в електродинамічних системах, які складають основу мікрохвильових пристроїв.One of the urgent problems of modern radiophysics is the study of the fundamental properties of solid-state structures that contain nanodimension fragments. Studies of the excitation mechanisms of electromagnetic waves when the charged particles move in various electrodynamic systems form the basis of electronics. In this case, a number of the fundamentally important characteristics of structures includes their dispersion equations. They allow to determine the place of electrodynamic structures in the radio physical systems of different purposes. An energy loss of a charged particle per unit time on the waves and/or oscillations excitation in the system is the data characteristic. Dispersion equations characterizing the eigenmodes of semiconductor (or dielectric) cylinder with layer of 2D electron gas on a side surface thereof were obtained in electrostatic approximation, and the energy loss of charged particle were determined when it was moving along a spiral path around such a structure. The dispersion dependences of eigen slow waves of system were obtained, and the energy loss of a particle moving in an external magnetic field with the electric-field vector that directed parallel to the longitudinal axis of cylindrical structure symmetry were found. The features of the gyrosynchrotron resonance of system (of Doppler effect) were determined. The structures of both the plasma layer and without it were studied when their eigenfrequencies are in the terahertz range. A comparison of the spectra of eigenfrequencies of the studied systems was made. The influence of surface plasma layer with nanodimension thickness on the eigenfrequencies of semiconductor and dielectric cylinders was studied. Research results extend our conceptions about the electrodynamic properties of systems with plasma mediums and systematize the knowledge of the excitation mechanisms of electromagnetic waves in electrodynamic systems that form the basis of microwave devices.Одной из актуальных проблем современной радиофизики является исследование фундаментальных свойств твердотельных структур, содержащих наноразмерные фрагменты. Исследования механизмов возбуждения электромагнитных волн при движении заряженных частиц в различных электродинамических системах составляют основу электроники. При этом к числу принципиально важных характеристик структур относятся их дисперсионные уравнения. Они позволяют определить место электродинамических структур в радиофизических системах разного назначения. Информационной характеристикой являются потери энергии заряженной частицы в единицу времени на возбуждение в системе собственных волн и/или колебаний. В электростатическом приближении получено дисперсионное уравнение, характеризующие собственные моды полупроводникового цилиндра со слоем двумерного электронного газа на его боковой поверхности (3D + 2D-плазмы). Найдены потери энергии частицы, движущейся во внешнем магнитном поле, вектор напряженности которого направлен параллельно продольной оси симметрии 3D + 2D-плазмы цилиндрической конфигурации. Отмечен универсальный характер полученного соотношения. С его помощью можно определить потери энергии как при вращательном движении частицы вокруг цилиндра, так и при поступательном движении частицы параллельно образующей цилиндра. Обнаружен эффект невзаимности возбуждения собственных волн 3D + 2D-плазменного цилиндра с идентичной структурой распределения полей, но отличающихся направлением распространения по азимутальной координате. Результаты исследований расширяют представления об электрофизических свойствах систем с плазмоподобными средами и систематизируют знания о механизмах возбуждения электромагнитных волн в электродинамических системах, составляющих основу микроволновых устройств.

  Повний текст PDF - 470.43 Kb    Зміст випуску     Цитування публікації

  Якщо, ви не знайшли інформацію про автора(ів) публікації, маєте бажання виправити або відобразити більш докладну інформацію про науковців України запрошуємо заповнити "Анкету науковця"