Гелікон - фізична енциклопедія

ГЕЛІКОН (від грец. Helix, рід. Падіж. Helikos - кільце, спіраль) - слабо загасаюча ел - магн. хвиль, що збуджуються в газовій плазмі або плазмі твердих тіл. к-раю знаходиться в пост. магн. поле H. Електрич. поле Г. Е еліптично поляризоване в площині, перпендикулярній H. Ступінь еліптичності дорівнює. де - кут між H і напрямком поширення хвилі (хвильовим вектором k). При цьому вектор До обертається в ту ж сторону, в яку обертаються надлишкові носії заряду в полі H. Магн. поле хвилі має кругову поляризацію в площині, перпендикулярній k.

Г. виникає за рахунок недіссіпатівного холловського (елект.) Дрейфу заряджу. частинок (носіїв заряду) в сильному магн. і ел - магн. полях (див. Холла ефект) .В металах існування Г. теоретично передбачене О. В. Константиновим і В. І. перелом, в полупроводніках- П. Егреном (P. Aigrain). B іоносферній плазмі Г. відомі під назв. свистячі атмосферики (або Вістлер).

Спектр Г. квадратичний:


де - частота, N1 і N2 - концентрації електронів і дірок, е - їх заряд. Декремент загасання Г. в металі і виродженим напівпровіднику визначається виразом:


де - частота зіткнень носіїв заряду, - циклотронна частота, - фермі-швидкість електронів. Перший член у (2) пов'язаний зі зіткнень поглинанням, другий - описує бесстолкновітельное магн. Ландау загасання. обумовлене електронами, що рухаються в фазі з хвилею. Порівняння частоти Г. з логарифмич. декрементом загасання показує, що Г. існує тільки в сильному полі H. коли частота зіткнень носіїв. і. Спектр Г. простягається аж до граничної частоти, величина к-рій залежить від співвідношення. Якщо, то, тобто. Е. Гранична частота обумовлена ​​сильним циклотронним поглинанням (див. Циклотронний резонанс). При величина обумовлена ​​допплер-зсунутим циклотронним резонансом:



де - плазмова частота електронів.

Г. низьких частот можуть спостерігатися в формі стоячих хвиль в зразку кінцевих розмірів, коли всі три компоненти хвильового вектора приймають дискретні значення. де ni - цілі числа, ai - розміри зразка уздовж осей х, у, z.

При низьких темп-pax, коли енергія теплового руху в багато разів менше відстані між Ландаууровнямі, бесстолкновітельное загасання Г. відчуває гігантські квантові осциляції. На низьких частотах при це затухання описується ф-лій:


де M - найближче до величині ціле число


Г. може взаємодіяти зі звуковими коливаннями. Наїб. сильним це взаємодія виявляється в області т. н. гелікон-фононного резонансу. Спектр і затухання пов'язаних гелікон-звукових хвиль визначається з дисперсійного ур-ня (при = 0):


де - щільність кристала, s - швидкість звуку. Взаємодія звуку з Г. обумовлено індукц. силою (j - щільність струму), що діє з боку електронів на кристал, і індукц. елект. полем. де- швидкість поширення коливань кристалічної. решітки.

Літ .: Константинов О. В. Перель В. І. Про можливість проходження електромагнітних хвиль через метал в сильному магнітному полі, "ЖЕТФ", 1960, т. 38, с. 161; Aigrain P. Les "Helicons" dans les semiconducteurs, in: Ргос. Int. Conf. on Semiconduction Phys. Prague, 1960, Prague, 1961, p. 224; Kaner E. A. Sкоbоv V. G. Electromagnetic waves in metals in a magnetic field, "Adv. Phys.", 1968, v. 17, p. 605. 9. A. Kанеp.

Схожі статті