Физика Низких Температур: Том 46, Выпуск 7 (Июль 2020), c. 845-856    ( к оглавлению , назад )

Метастабільні бризери та локальний діамагнетизм в двовимірних нелінійних метаматеріалах

О.В. Чаркіна1, М.М. Богдан1,2

1Физико-технический институт низких температур им. Б.И. Веркина Национальной академии наук Украиныпр. Науки, 47, г. Харьков, 61103, Украина
E-mail: charkina@ukr.net
bogdan@ilt.kharkov.ua

2Харьковский национальный университет им. В.И. Каразина, пл. Свободы, 4, г. Харьков, 610022, Украина

Статья поступила в редакцию 20 апреля 2020г., опубликована онлайн 26 мая 2020г.

Анотація

Досліджено динамічні властивості двовимірних нелінійних магнітних метаматеріалів, які складаються з нанорозмірних елементів. Запропоновано модель двовимірної гратки ємнісно та індуктивно зв’язанихрозщеплених прямокутних нанорезонаторів. Показано, що довгохвильова динаміка двовимірної гратки описується регуляризованим нелінійним двовимірним рівнянням Клейна–Гордона. Асимптотичним методом знайдено розв’язки цього рівняння з урахуванням дії ЕРС, яка індукована електромагнітною хвилею, у вигляді двох послідовностей двовимірних динамічних солітонів на п’єдесталі однорідних вимушених коливань. Розраховано діамагнітний відгук на електромагнітне поле терагерцового діапазону в області метаматеріалу, в якій збуджено бризер, що осцилює протифазно однорідному фону. Чисельно досліджено еволюцію довгоживучих метастабільних бризерів та знайдено два сценарії, колапсу й розпаду, розвитку його нестійкості в залежності від параметрів наведеної ЕРС та індуктивного зв’язку між нанорезонаторами. На межі цих сценаріїв виявлено, що остаточним результатом трансформації бризерів є химерний стан метаматеріалу з бризером великої амплітуди, який генерує стохастичні хвилі.

Ключові слова: двовимірні метаматеріали, нанорозмірні резонатори, нелінійна динаміка, метастабільні бризери.