Двумерный плазмон, распространяющийся по тонкой проводящей пленке, описывается уравнением дисперсии ω² = 2πne²q/εm, где n – двумерная плотность электронов, ε – диэлектрическая константа окружающей среды.
Если же материал помещен в магнитное поле, получается двумерный магнитоплазмон с законом дисперсии ω² = Ω² + 2πne²q/εm со щелью, равной циклотронной частоте Ω = eB/mc. Эта формула получается из уравнения дисперсии 1 + (2πiq/εω)σ_xx(ω) = 0. И вот что интересно: холловская проводимость σ_xy выпадает из уравнения дисперсии, так что щель обусловлена лишь модификацией диагональной проводимости σ_xx(ω) в магнитном поле.
В обзоре дается объяснение такому факту. Сверху показано распределение зарядов, электрического поля (сплошные стрелки) и токов (пунктир) в плазмонной волне при B = 0, а снизу – в магнитоплазмоне при B ≠ 0. Как видно, холловский ток (штрихпунктирные стрелки) перпендикулярен полю и в толще образца не вызывает накопления зарядов – поэтому и не влияет на плазменные колебания.
#плазмоны #объяснения
