dc.contributor.author | Ramos, Antonio Carlos Alonge | |
dc.date.accessioned | 2022-08-02T13:24:47Z | |
dc.date.available | 2022-08-02T13:24:47Z | |
dc.date.issued | 2003-04-15 | |
dc.identifier.citation | RAMOS, Antonio Carlos Alonge. Magnetoplasmons no sistema de elétrons superficiais sobre hélio líquido confinado em um canal parabólico. 2003. Tese (Doutorado em Física) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2003. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/16446. | * |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/16446 | |
dc.description.abstract | A lot of experimental and theoretical work have been performed in order to understand the collective modes of two-dimensional electron system (2DES) confined to restricted geometries. In particular, the system of surface electrons on helium has provided a very convenient tool to study edge magnetoplasmon properties at the nondegenerate regime. Recently, magnetoplasma excitations in a single wire of electrons on suspended helium films were reported.
In this thesis, we study the magnetoplasma vvaves in the nondegenerate 2DES laterally confined in a narrovv channel of width W by a self-consistent potential given, in the parabolic approximation, by Vy = m0Ω2 y2 / 2 , where Ω is the confinement frequency.
First, we have showed that this is a very good approximation for the experimental conditions. We have considered, for the actual situation, a metallic gate away from the 2D layer at distance d.
We calculate the magnetoplasmon modes for strong magnetic fields, coc / Cl » 1 and in the ultra quantum limit when only the lowest (spin-split) Landau levei is occupied, in particular, hcoc »kBT. For evaluation of the spectra and the spatial structure of the magnetoplasmons, we employ an approach, based on the random-phase approximation. The extension for this problem is not trivial because a new length scale
(T = ^2kBT/ m0Q2 » t0 is introduced, where (0 is the magnetic length.
We also include the effect of dissipation on the magnetoplasmon spectra using the integral equation for the charge density obtained in a Drude-like approach. We provide a detailed discussion of our theoretical findings with the experimental observations of the conductance peaks as a function of the magnetic fields for various values of the holding field and we relate the peaks to the magnetoplasmon modes.
From a comparison between of our numerical calculations and the experimental results
from Valkering and Heijden, we conclude that: i) for the fixed qx - (2tt/ P)n> where P is the channel perimeter, the frequency of any magnetoplasmon is 1/5 in agreement with experiment and theoretical calculation done by Sokolov and Studart; ii) the fundamental mode was not observed in the experiment, but the upper order modes; iii) despite the self-consistent calculation of the charge profile, our model is unable to explain the dependence of the mode spectra on the holding potential as found by Valkering and Heijden | eng |
dc.description.sponsorship | Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) | por |
dc.language.iso | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | * |
dc.subject | Magnetoplasma | por |
dc.subject | Hélio líquido | por |
dc.subject | Canal parabólico | por |
dc.subject | Edgemagnetoplasmon | eng |
dc.subject | 1D-magnetoplasmon | eng |
dc.subject | Helium liquid | eng |
dc.subject | Parabolic channel | eng |
dc.title | Magnetoplasmons no sistema de elétrons superficiais sobre hélio líquido confinado em um canal parabólico | por |
dc.title.alternative | Magnetoplasmons in the superficial electron system on liquid helium confined to a parabolic channel | eng |
dc.type | Tese | por |
dc.contributor.advisor1 | Studart Filho, Nelson | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/0451310772113076 | por |
dc.contributor.advisor-co1 | Balev, Oleg G. | |
dc.description.resumo | Muitos trabalhos experimentais e teóricos têm sido realizados no intuito de se entender
os modos coletivos dos sistemas eletrônicos bidimensionais (SE2D) confinados em
geometria restrita. Em particular, o sistema de elétrons sobre a superfície de hélio é um
sistema muito conveniente para se estudar as propriedades dos magnetoplasmons de
borda (MPdB) no regime não-degenerado (baixas densidades). Recentemente,
excitações de magnetoplasma em um fio isolado de elétrons sobre filmes de hélio
suspenso foram reportadas.
Nesta tese, estudamos as ondas de magnetoplasmons em SE2D não-degenerados
(SE2DnD) confinados lateralmente em um canal estreito de largura W por um potencial
auto-consistente, que na aproximação parabólica, é dado por Vy = m0Ω2 y2 / 2 , onde Ω , é a freqüência de confinamento e m0 é a massa do elétron livre no vácuo. Primeiro,
mostramos que esta é uma aproximação muito boa para as condições experimentais.
Consideramos, para a situação real, um portão metálico a uma distância d da camada
Calculamos os modos de magnetoplasmons para campos magnéticos fortes, (õc / C l » 1
e no limite ultra-quântico quando somente o nível de Landau mais baixo (de spin
separado) é ocupado, e em particular, quando hcoc » kBT . Para calcularmos o espectro
e a estrutura espacial dos magnetoplasmons, empregamos uma abordagem, baseada na
aproximação de fases aleatórias (RPA). A extensão para este problema não é trivial
porque uma nova escala de comprimento (T = J2kBT lm 0Q 2 » fQ é introduzida, onde
l Qé o comprimento magnético.
Também incluímos o efeito de dissipação no espectro do magnetoplasmon usando a
equação integral para a densidade de carga obtida em uma abordagem do tipo Drude.
Proporcionamos uma discussão detalhada de nossas descobertas com as observações
experimentais dos picos de condutância elétrica como função dos campos magnéticos
para vários valores de campo elétrico aplicado e relacionamos os picos com os modos
de magnetoplasmons.
Da comparação entre os cálculos numéricos e os resultados experimentais de Valkering
e Heijden, concluímos que: i) para q } n) =(27r/P)n fixo, onde P é o perímetro do
canal, a freqüência de qualquer magnetoplasmon é propocional a \/B em concordância
com o experimento e cálculos teóricos feitos por Sokolov e Studart; ii) o modo
fundamental não foi observado no experimento, mas sim os modos excitados; iii) apesar
do cálculo auto-consistente do perfil de carga, nosso modelo não é capaz de explicar a
dependência do espectro do modo com relação ao potencial eletrostático aplicado como
encontrado por Valkering e Heijden. | por |
dc.publisher.initials | UFSCar | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Física - PPGF | por |
dc.subject.cnpq | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA::ESTADOS ELETRONICOS | por |
dc.publisher.address | Câmpus São Carlos | por |
dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/4935414024522342 | por |