Известия высших учебных заведений

Прикладная нелинейная динамика

ISSN 0869-6632 (Print)
ISSN 2542-1905 (Online)


Для цитирования:

Макаров В. В., Короновский А. А., Куркин С. А., Левин Ю. И., Москаленко О. И., Максимов В. В., Храмов А. Е., Баланов А. Г. Бифуркации и переходы к хаосу в системе «полупроводниковая сверхрешетка во внешнем резонаторе» // Известия вузов. ПНД. 2013. Т. 21, вып. 5. С. 40-50. DOI: 10.18500/0869-6632-2013-21-5-40-50

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
(загрузок: 49)
Язык публикации: 
русский
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
182:621.385.6

Бифуркации и переходы к хаосу в системе «полупроводниковая сверхрешетка во внешнем резонаторе»

Авторы: 
Макаров Владимир Владимирович, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского
Короновский Алексей Александрович, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского
Куркин Семен Андреевич, Университет Иннополис
Левин Юрий Иванович, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского
Москаленко Ольга Игоревна, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского
Максимов Валерий Владимирович, Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева
Храмов Александр Евгеньевич, Университет Иннополис
Баланов Александр Геннадьевич, Университет Лафборо
Аннотация: 

Изучена нелинейная динамика и переходы к хаотической высокочастотной генерации в полупроводниковой сверхрешетке при подключении к ней внешнего добротного резонатора. Показано, что в системе «полупроводниковая сверхрешетка во внешнем резонаторе» в широком диапазоне управляющих параметров наблюдается хаотическая генерация, в то время как в полупроводниковой сверхрешетке без внешней электродинамической системы имеют место только периодические колебания релаксационного типа. Показано также, что при изменении напряжения питания переход к хаотической генерации в данной системе происходит по сценарию перемежаемости.    

Список источников: 
  1. Esaki L., Tsu R. Superlattices and negative differential conductivity in semiconductors // IBM Journal of Research and Development. 1970. Vol. 14, № 1. P. 61.
  2. Tsu R. Superlattices to Nanoelectronics. Elsevier. 2005.
  3. Овсянников M.И., Романов Ю.А., Шабанов В.H., Логинова Р.Г. Полупроводниковые периодические структуры // Физика и техника полупроводников. 1970. Т. 4, № 12. C. 2225. 
  4. Шик А.Я. Сверхрешетки–периодические полупроводниковые структуры // Физика и техника полупроводников. 1974. Т. 8. С. 1841.
  5. Bonilla L.L., Grahn H.T. Non-linear dynamics of semiconductor superlattices // Rep. Prog. Phys. 2005. Vol. 68. P. 577.
  6. Fromhold T.M., Patane A., Bujkiewicz S., Wilkinson P.B., Fowler D., Sherwood D., Stapleton S.P., Krokhin A.A., Eaves L., Henini M., Sankeshwar N.S., Sheard F.W. Chaotic electron diffusion through stochastic webs enhances current flow in superlattices // Nature. 2004. Vol. 428. P. 726.
  7. Balanov A.G., Fowler D., Patane A., Eaves L., Fromhold T.M. Bifurcations and chaos in semiconductor superlattices with a tilted magnetic field // Phys. Rev. E. 2008. Vol. 77, № 2. P. 026209.
  8. Selskii A.O., Koronovskii A.A., Hramov A.E., Moskalenko O.I., Alekseev K.N., Greenaway M.T., Wang F., Fromhold T.M., Shorokhov A.V., Khvastunov N.N., Balanov A.G. Effect of temperature on resonant electron transport through stochastic conduction channels in superlattices // Phys. Rev. B. 2011. Vol. 84. P. 235311.
  9. Баланов А.Г., Гринавей М.Т., Короновский А.А., Москаленко О.И., Сельский А.О., Фромхолд Т.М., Храмов А.Е. Влияние температуры на нелинейную динамику заряда в полупроводниковой сверхрешетке в присутствии магнитного поля // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2012. Vol. 141, № 5. P. 960.
  10. Wacker A. Semiconductor superlattices: a model system for nonlinear transport // Physics Reports. 2002. Vol. 357. P. 1.
  11. Waschke C., Roskos H.G., Schwedler R., Leo K., Kurz H., Kohler K. Coherent submillimeter-wave emission from Bloch oscillations in a semiconductor superlattice // Phys. Rev. Lett. 1993. Vol. 70. P. 3319.
  12. Дмитриев А.С., Панас А.И., Старков С.О. Динамический хаос как парадигма современных систем связи // Зарубежная радиоэлектроника. Успехи современной радиоэлектроники. 1997, № 10. С. 4.
  13. Дмитриев А.С., Панас А.И. Динамический хаос: новые носители информации для систем связи. М.: Физматлит, 2002.
  14. Короновский А.А., Москаленко О.И., Храмов А.Е. О применении хаотической синхронизации для скрытой передачи информации // Успехи физических наук. 2009. Т. 179, № 12. С. 1281.
  15. Трубецков Д.И., Кузнецов С.П., Рыскин Н.М., Храмов А.Е. Сложная динамика распределенных систем сверхвысокочастотной электроники // В кн. «Нелинейные волны’2004» / Под ред. Гапонова-Грехова А.В., Некоркина В.И. Н. Новгород: ИПФ РАН, 2005.
  16. Дмитриева Т.В., Рыскин Н.М., Титов В.Н., Шигаев А.М. Сложная динамика простых моделей электронно-волновых систем // Изв. вузов. Прикладная нелинейная динамика. 1999. Т. 7, № 6. С. 66.
  17. Кузнецов С.П. Нелинейная динамика лампы обратной волны: автомодуляция, мультистабильность, контроль // Изв. вузов. Прикладная нелинейная динамика. 2006. Т. 14, № 4. С. 3.
  18. Nusinovich G.S., Vlasov A.N., Antonsen T.M. Nonstationary phenomena in tapered gyro-backward-wave oscillators //Phys.Rev.Lett. 2001. Vol. 87, № 21. P. 218301.
  19. Hramov A.E., Koronovskii A.A., Kurkin S.A., Makarov V.V., Gaifullin M.B., Alekseev K.N., Alexeeva N., Greenaway M.T., Fromhold T.M., Patane A., Kusmartsev F.V., Moskalenko O.I., Balanov A.G. Effect of a resonator on high-frequency electron dynamics in semiconductor superlattices // Submitted to Phys.Rev.Lett. 2013.
  20. Takens F. Detecting strange attractors in dynamical systems and turbulence// In book «Lectures Notes in Mathematics» / Eds D. Rand and L.-S. Young. N.-Y.: Springler– Verlag, 1981. P. 366.
  21. Берже П., Помо И., Видаль К. Порядок в хаосе. М.: Мир, 1991.
  22. Рабинович М.И., Трубецков Д.И. Введение в теорию колебаний и волн. М.; Ижевск: РХД, 2000.
  23. Materassi D., Basso M. Time scaling of chaotic systems: Application to secure communications // International Journal of Bifurcation and Chaos. 2008. Vol. 18, № 2. P. 567.
  24. Moskalenko O.I, Koronovskii A.A., Hramov A.E. Generalized synchronization of chaos for secure communication: Remarkable stability to noise // Phys. Lett. A. 2010. Vol. 374. P. 2925.
Поступила в редакцию: 
12.02.2013
Принята к публикации: 
08.05.2013
Опубликована: 
31.12.2013
Краткое содержание:
(загрузок: 34)