ВЛИЯНИЕ ВНЕШНЕГО ПЕРИОДИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ДИНАМИКУ ДОМЕНОВ ЗАРЯДА В ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ СВЕРХРЕШЕТКЕ¤

В работе исследуется влияние периодического внешнего сигнала на коллективную динамику заряда в полупроводниковой сверхрешетке. Показано, что внешнее периоди­чески осциллирующее электрическое поле способно синхронизировать движение доме­нов высокой концентрации зарядов и таким образом – колебания электрического тока, протекающего через структуру. При этом в плоскости параметров «частота электриче­ского поля – амплитуда электрического поля» возникают «языки синхронизации», чья ширина практически не зависит от отношения частот приложенного поля и собственной частоты следования доменов. Обнаружено, что синхронизация сопровождается резким увеличением поглощения на частоте внешнего поля.

Литература

1. Wacker R. Semiconductor superlattices: a model system for nonlinear transport // Physics Reports. 2002. Vol. 357. P. 1.

2. Келдыш Л.В. Свойства полупроводниковых сверхрешеток // Физика твердого тела. 1962. Т. 4. C. 2265.

3. Esaki L., Tsu R. Superlattices and negative differential conductivity in semiconductors // IBM Journal of Research and Development. 1970. Vol. 14, No 1. P. 61.

4. Schomburg E., Hofbeck K., Scheuerer R. et al. Control of the dipole domain propagation in a GaAs/AlAs superlattice with a high-frequency field // Phys. Rev. B. 2002. Vol. 65. P. 155320.

5. Jappsen A.-K., Wacker A., Scholl E., Schomburg E.  ̈ High-frequency impedance of driven superlattices // J. Appl. Phys. 2002. Vol. 92. P. 3137.

6. Hyart T., Alekseev K., Thuneberg E. Bloch gain in dc-ac-driven semiconductor superlattices in the absence of electric domains // Physical Review B (Condensed Matter and Materials Physics). 2008. Vol. 77, No 16. P. 165330.

7. Hyart T., Alexeeva N.V. Mattas J., Alekseev K. Terahertz bloch oscillator with a modulated bias // Phys. Rev. Lett. 2009. Vol. 102. P. 140405.

8. Блехман И.И. Синхронизация в природе и технике. М.: Наука, 1981.

9. Landa P.S., Rosenblum M.G. Synchronization and chaotization of oscillations in coupled self–oscillating systems // Appl. Mech. Rev. 1993. Vol. 46, No 7. P. 414.

10. Анищенко В.С., Астахов В.В., Вадивасова Т.Е., и др. Нелинейные эффекты в хаотических и стохастических системах М.; Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2003.

11. Balanov A.G., Janson N.B., Postnov D.E., Sosnovtseva O.V. Synchronization: from simple to complex. Springer, 2009.

12. Glass L. Synchronization and rhythmic processes in physiology // Nature (London). 2001. Vol. 410. P. 277.

13. Anishchenko V.S., Balanov A.G., Janson N.B. et al. Entrainment between heart rate and weak nonlinear forcing // Int. J. Bifurcation and Chaos. 2000. Vol. 10, No 10. P. 2339.

14. Parmananda P. Generalized synchronization of spatiotemporal chemical chaos // Phys. Rev. E. 1997. Vol. 56. P. 1595.

15. Blasiusc B., Stone L. Chaos and phase synchronisation in ecological systems // Int. J. Bifurcation and Chaos. 2000. Vol. 10, No 10. P. 2361.

16. Palus M., Kurths J., Schwarz U. et al. Is the solar activity cycle synchronized with the solar inertial motion? // Int. J. Bifurcation and Chaos. 2000. Vol. 10, No 11. P. 2519.

17. Murali K., Lakshmanan M. Transmission of signals by synchronization in a chaotic van der Pol–Duffing oscillator // Phys. Rev. E. 1993. Vol. 48, No 3. R1624.

18. Дмитриев А.С., Панас А.И. Динамический хаос: новые носители информации для систем связи. М.: Физматлит, 2002.

19. Anishchenko V.S., Pavlov A.N. Global reconstruction in application to multichannel communication // Phys. Rev. E. 1998. Vol. 57. P. 2455.

20. Pyragas K. Synchronisation of coupled time-delay systems: analytical estimations // Phys. Rev. E. 1998. Vol. 58, No 3. P. 3067–3071.

21. Cuomo K., Oppenheim A.V. Circuit implementation of synchronized chaos with applications to communications // Phys. Rev. Lett. 1993. Vol. 71, No 1. P. 65.

22. Короновский А.А., Москаленко О.И., Храмов А.Е. О применении хаотической синхронизации для скрытой передачи информации // Успехи физических наук. 2009. T. 179, No 12. C. 1281.

23. Трубецков Д.И., Короновский А.А., Храмов А.Е. Синхронизация распределенных автоколебательных систем электронно-волновой природы с обратной волной // Изв. вузов. Радиофизика. 2004. T. XLVII, No 5–6. C. 343.

24. Greenaway M.T., Balanov A.G., Scholl E., Fromhold T.M.  ̈ Controlling and enhancing terahertz collective electron dynamics in superlattices by chaos-assisted miniband transport // Phys. Rev. B. 2009. Vol. 80. P. 205318.

25. Fromhold T.M., Patane A., Bujkiewicz S. et al. Chaotic electron diffusion through stochastic webs enhances current flow in superlattices // Nature. 2004. April. Vol. 428. P. 726.

26. Balanov A. G., Fowler D., Patane A. et al. Bifurcations and chaos in semiconductor superlattices with a tilted magnetic field // Phys. Rev. E. 2008. Vol. 77, No 2. P. 026209.

27. Баланов А.Г., Короновский А.А., Сельский А.О., Храмов А.Е. Влияние температуры на дрейфовую скорость электронов в полупроводниковой сверхрешеткев продольном электрическом и наклонном магнитном полях // Известия вузов. Прикладная нелинейная динамика. 2010. T. 18, No 3. C. 128.

28. Игнатов А.А., Шашкин В.И. Блоховские осцилляции электронов и неустойчивость волн пространственного заряда в полупроводниковых сверхрешетках // ЖЭТФ. 1987. T. 93. C. 935.

29. Басс Ф.Г., Зорченко В.В., Шашора В.И. Штрак-циклотронный резонанс в полупроводниках со сверхрешеткой // Письма в ЖЭТФ. 1980. T. 31, No 6. C. 345.

30. Басс Ф.Г., Зорченко В.В., Шашора В.И. К теории гальваномагнитных и высокочастотных явлений в полупроводниках со сверхрешеткой // Физика и техника полупроводников. 1981. T. 15. C. 459.

31. Шик А.Я. Сверхрешетки–периодические полупроводниковые структуры // Физика и техника полупроводников. 1974. T. 8. C. 1841.

 

Статус: 
одобрено к публикации
Краткое содержание (PDF): 
Текст в формате PDF: