Физика Низких Температур: Том 48, Выпуск 1 (Январь 2022), c. 36-41    ( к оглавлению , назад )

Semiconductor nanotube eigenmodes and the Aharonov–Bohm effect

Yu. Averkov1,2, Yu. Prokopenko1,3, and V. Yakovenko1

1O. Usikov Institute for Radiophysics and Electronics of NAS of Ukraine, Kharkiv 61085, Ukraine
E-mail: yuriyaverkov@gmail.com

2V. Karazin Kharkiv National University, Kharkiv 61022, Ukraine

3Kharkiv National University of Radio Electronics, Kharkiv 61166, Ukraine

Received June 15, 2021, published online November 25, 2021

Abstract

In the present work, the spectra of electromagnetic eigenmodes of a structure consisting of a semiconductor nanotube filled with a nonmagnetic dielectric are theoretically investigated. This structure is placed in a constant magnetic field parallel to the nanotube axis. The walls of the nanotube are assumed to be infinitely thin. The dispersion equation for eigenmodes in such a structure is derived taking into account the retardation effect. From the dispersion equation it follows that in the general case the bulk-surface and surface eigenmodes can exist in such a structure. These eigenmodes with a nonzero azimuthal mode index are hybrids ones and can experience Aharonov–Bohm oscillations with the magnetic field changes.

Анотація

Теоретично досліджено спектри власних електромагнітних мод структури, що складається з напівпровідникової нанотрубки, заповненої немагнітним діелектриком. Цю структуру поміщено в постійне магнітне поле паралельно осі нанотрубки. Стінки нанотрубки вважаються нескінченно тонкими. Виведене дисперсійне рівняння для власних мод у такій структурі з урахуванням ефекту запізнення. З дисперсійного рівняння випливає, що в загальному випадку в цій структурі можуть існувати як об'ємно-поверхневі, так і поверхневі власні моди. Власні моди з відмінним від нуля азимутальним модовим індексом є гібридними та можуть відчувати коливання Ааронова–Бома зі змінами магнітного поля.

Key words: spectra of electromagnetic eigenmodes, semiconductor nanotube, Aharonov–Bohm oscillations.