Quantum discretization of Landau damping

We derive and analyze analytical expressions for the quantum electron current density and electromagnetic field distribution inside a metallic nanoslab. Besides, we obtain general explicit expressions for the surface impedances of both metal slab boundaries. We found that the phenomenon of Landau...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2018
Автори:	Castillo-López, S.G., Pérez-Rodríguez, F., Makarov, N.M.
Формат:	Стаття
Мова:	English
Опубліковано:	Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України 2018
Назва видання:	Физика низких температур
Теми:	Електронні властивості низьковимірних систем
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/176443
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Quantum discretization of Landau damping / S.G. Castillo-López, F. Pérez-Rodríguez, N.M. Makarov // Физика низких температур. — 2018. — Т. 44, № 12. — С. 1606-1617. — Бібліогр.: 24 назв. — англ.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-176443
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1764432021-02-05T01:26:36Z Quantum discretization of Landau damping Castillo-López, S.G. Pérez-Rodríguez, F. Makarov, N.M. Електронні властивості низьковимірних систем We derive and analyze analytical expressions for the quantum electron current density and electromagnetic field distribution inside a metallic nanoslab. Besides, we obtain general explicit expressions for the surface impedances of both metal slab boundaries. We found that the phenomenon of Landau damping manifests itself in the frequency dependence of the surface impedances as resonances associated with the discretization of the electromagnetic and electron wave numbers inside the metal nanoslab. In particular, the quantum nonlocal resonances of the surface impedances are clearly discernible at slab thicknesses smaller than the electromagnetic skin depth. The predictions for the surface impedances in the quantum regime turn out to be radically different from those of the quantum local approach, the semiclassical Boltzmann kinetic equation formalism and the classical Drude–Lorentz local model. The analytical study completely agrees with the respective numerical calculations. Отримано та проаналізовано аналітичні вирази для квантової густини електронного струму, а також для розподілу електромагнітного поля всередині металевої нанопластини. Виведено загальні точні вирази для поверхневих імпедансів обох границь металевої пластини. Показано, що явище беззіштовхувального поглинання Ландау виникає в частотній залежності поверхневих імпедансів у вигляді резонансів, пов'язаних з дискретизацією електромагнітних та електронних хвильових чисел всередині металевої нанопластини. Встановлено, що квантові нелокальні резонанси поверхневих імпедансів добре помітні при товщинах пластини, менших глибини електромагнітного скін-шару. Передбачена поведінка поверхневих імпедансів в квантовому нелокальному режимі радикальним чином відрізняється від такої, що проявляється в квантовому локальному наближенні, в напівкласичному підході кінетичного рівняння Больцмана, а також в класичній локальній моделі Друде–Лоренца. Аналітичне дослідження повністю узгоджується з відповідними числовими обчисленнями. Получены и проанализированы аналитические выражения для квантовой плотности электронного тока, а также для распределения электромагнитного поля внутри металлической нанопластины. Выведены общие точные выражения для поверхностных импедансов обеих границ металлической пластины. Показано, что явление бесстолкновительного поглощения Ландау возникает в частотной зависимости поверхностных импедансов в виде резонансов, связанных с дискретизацией электромагнитных и электронных волновых чисел внутри металлической нанопластины. Установлено, что квантовые нелокальные резонансы поверхностных импедансов хорошо различимы при толщинах пластины, меньших глубины электромагнитного скин-слоя. Предсказанное поведение поверхностных импедансов в квантовом нелокальном режиме радикальным образом отличается от того, которое проявляется в квантовом локальном приближении, в полуклассическом подходе кинетического уравнения Больцмана, а также в классической локальной модели Друде–Лоренца. Аналитическое исследование полностью согласуется с соответствующими численными рассчетами. 2018 Article Quantum discretization of Landau damping / S.G. Castillo-López, F. Pérez-Rodríguez, N.M. Makarov // Физика низких температур. — 2018. — Т. 44, № 12. — С. 1606-1617. — Бібліогр.: 24 назв. — англ. 0132-6414 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/176443 en Физика низких температур Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	English
topic	Електронні властивості низьковимірних систем Електронні властивості низьковимірних систем
spellingShingle	Електронні властивості низьковимірних систем Електронні властивості низьковимірних систем Castillo-López, S.G. Pérez-Rodríguez, F. Makarov, N.M. Quantum discretization of Landau damping Физика низких температур
description	We derive and analyze analytical expressions for the quantum electron current density and electromagnetic field distribution inside a metallic nanoslab. Besides, we obtain general explicit expressions for the surface impedances of both metal slab boundaries. We found that the phenomenon of Landau damping manifests itself in the frequency dependence of the surface impedances as resonances associated with the discretization of the electromagnetic and electron wave numbers inside the metal nanoslab. In particular, the quantum nonlocal resonances of the surface impedances are clearly discernible at slab thicknesses smaller than the electromagnetic skin depth. The predictions for the surface impedances in the quantum regime turn out to be radically different from those of the quantum local approach, the semiclassical Boltzmann kinetic equation formalism and the classical Drude–Lorentz local model. The analytical study completely agrees with the respective numerical calculations.
format	Article
author	Castillo-López, S.G. Pérez-Rodríguez, F. Makarov, N.M.
author_facet	Castillo-López, S.G. Pérez-Rodríguez, F. Makarov, N.M.
author_sort	Castillo-López, S.G.
title	Quantum discretization of Landau damping
title_short	Quantum discretization of Landau damping
title_full	Quantum discretization of Landau damping
title_fullStr	Quantum discretization of Landau damping
title_full_unstemmed	Quantum discretization of Landau damping
title_sort	quantum discretization of landau damping
publisher	Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
publishDate	2018
topic_facet	Електронні властивості низьковимірних систем
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/176443
citation_txt	Quantum discretization of Landau damping / S.G. Castillo-López, F. Pérez-Rodríguez, N.M. Makarov // Физика низких температур. — 2018. — Т. 44, № 12. — С. 1606-1617. — Бібліогр.: 24 назв. — англ.
series	Физика низких температур
work_keys_str_mv	AT castillolopezsg quantumdiscretizationoflandaudamping AT perezrodriguezf quantumdiscretizationoflandaudamping AT makarovnm quantumdiscretizationoflandaudamping
first_indexed	2023-10-18T22:41:20Z
last_indexed	2023-10-18T22:41:20Z
_version_	1796156173320192000

Quantum discretization of Landau damping

Репозитарії

Схожі ресурси