О баллистическом транспорте в каналах с отрицательным преломлением частиц

• Published in: Физика низких температур
• Date: 2018
• Main Authors: Пастур, Л.А., Славин, В.В., Яновский, А.В.
• Format: Article
• Language: Russian
• Published: Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України 2018
• Subjects: Электронные явления в неупорядоченных средах
• Online Access: https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/176204
• Journal Title: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Cite this: О баллистическом транспорте в каналах с отрицательным преломлением частиц / Л.А. Пастур, В.В. Славин, А.В. Яновский // Физика низких температур. — 2018. — Т. 44, № 7. — С. 905-913. — Бібліогр.: 21 назв. — рос.

Рассматривается баллистический транспорт в канале, состоящем из двух слоев, в предположении, что на их границе осуществляется отрицательное преломление движущихся по каналу частиц, аналогичное известному в оптике эффекту Веселаго. К такой постановке может приводить электронный транспорт в графене и вейлевских металлах, где отрицательное преломление обусловлено эффектом Клейна на p–n-переходе, а также спиновый, например фотонный, транспорт в метаматериалах. Показано, что в квазиклассическом приближении граница с отрицательным преломлением обладает свойством, аналогичным рассеянию назад, и поэтому может существенно влиять на транспорт через длинные и узкие каналы даже в случае совершенной границы. Если же граница не является совершенной (шероховатости, адсорбированные примеси и т.п.), и процессы преломления (туннелирования) и отражения происходят случайно, то набор интересных свойств канала существенно расширяется и открывает возможности эффективного управления прохождением частиц через такие каналы, включая как режим плавного управления, так и режим жесткой отсечки. Розглянуто балiстичний транспорт в каналi, що складається з двох шарiв, припускаючи, що на їх границi
 здiйснюється відмінне заломлення частинок, що рухаються по каналу, аналогiчне вiдомому в оптицi ефекту
 Веселаго. До такої постановки може призводити електронний транспорт в графенi та вейлевських металах,
 де відмінне заломлення обумовлено ефектом Клейна на p–n-переходi, а також спiновий, наприклад фотонний, транспорт в метаматерiалах. Показано, що в квазiкласичному наближеннi границя з відмінним заломленням має властивiсть, аналогiчну розсiюванню назад i тому може iстотно впливати на транспорт через
 довгi i вузькi канали навiть у випадку досконалої границi. Якщо ж границя не є досконалою (шорсткостi,
 адсорбованi домiшки i т.п.), i процеси заломлення (тунелювання) i вiдображення вiдбуваються випадково,
 то набiр цiкавих властивостей каналу iстотно розширюється та вiдкриває можливостi ефективного
 управлiння проходженням частинок через такi канали, включаючи як режим плавного управлiння, так i режим жорсткого вiдсiчення. We have considered ballistic transport in a channel
 consisting of two layers, assuming that on the layers
 boundary negative refraction of particles, moving
 along the channel, takes place, which is similar to
 Veselago effect known in optics. To such a
 formulation of the model can lead electron transport in
 graphene and Weyl metals, where negative refraction
 is due to the Klein effect on the p–n junction, as well
 as the spin, for example, the photon transport in metamaterials. We have shown that in the semiclassical
 approximation the boundary with negative refraction
 has the property, which is similar to backscattering
 and therefore can significantly affect the transport
 through long and narrow channels, even in the case of
 a perfect border. If the border is not perfect
 (roughness, adsorbed impurities, etc.), and processes
 of refraction (tunneling) and reflection occur
 randomly, then a set of interesting properties of the
 channel substantially expands and opens effective
 control particles through such channels, including
 smooth mode as well as hard cut-off mode.