• Українська
  • English
  • Русский
ISSN 1028-821X (Online)
ISSN 2415-3400 (Print)

ПРОХОЖДЕНИЕ ВОЛН ЧЕРЕЗ ОТРЕЗОК ВОЛНОВОДА СО СЛУЧАЙНО-ШЕРОХОВАТЫМИ СТЕНКАМИ: ДВОЙСТВЕННАЯ ПРИРОДА ЛОКАЛИЗАЦИИ

Тарасов, ЮВ, Шостенко, ЛД
Organization: 

Институт радиофизики и электроники им. А. Я. Усикова НАН Украины
12, ул. Ак. Проскуры, Харьков, 61085, Украина
E-mail: yutarasov@ire.kharkov.ua

https://doi.org/10.15407/rej2015.01.003
Язык: русский
Аннотация: 

Построена теория распространения волн в волноводных системах, боковые границы которых на конечном участке являются случайно-шероховатыми. Показано, что главную роль в формировании волноводных состояний играет градиентный механизм поверхностного рассеяния волн, в котором определяющей является острота шероховатостей, а не их амплитуда. Шероховатый участок волновода играет роль эффективного модулированного потенциального барьера, ширина которого совпадает с длиной участка, а высота зависит от средней остроты неровностей границ волновода. В такой системе возможны два типа локализации волн. Один из них проявляется в последовательной «отсечке» волноводных мод по мере заострения шероховатостей, что приводит к прореживанию спектра волновода и переходу его при достаточно большой остроте шероховатостей в «запредельный» режим. Другой механизм – это традиционная андерсоновская локализация, связанная с многократным рассеянием волноводных мод на случайных флуктуациях эффективного потенциала. Предсказано резкое (до 100 %) возрастание волнового кондактанса при переходе волновода в эффективно одномодовый режим за счет градиентной перенормировки мод, которое связано с исчезновением в этом случае канала межмодового рассеяния.

Ключевые слова: градиентное рассеяние, локализация волн, многомодовый волновод, случайно-шероховатые границы

Статья поступила в редакцию 17.09.2014 г.
PACS 68.49.-h; 71.30.+h; 72.20.Ee; 73.63.Nm
УДК 621.372.8-408.8.09
Radiofiz. elektron. 2015, 20(1): 3-12
Полный текст (PDF)

References: 
  1. Nguyen B. P. Anomalously suppressed localization in the two-channel Anderson model / B. P. Nguyen, K. Kim // J. Phys.: Condens. Matter. – 2012. – 24, N 13. – 135303 (6 p.).
  2. Cavity Quantum Electrodynamics with Anderson-Localized Modes / L. Sapienza, H. Thyrrestrup, S. Stobbe et al. // Science. – 2010. – 327, N 5971. – P. 1352–1355.
  3. Propagation around a Bend in a Multichannel Electron Waveguide / G. Timp, H. U. Baranger, P. de Vegvar et al. // Phys. Rev. Lett. – 1988. – 60, N 20. – P. 2081–2084.
  4. Makarov N. M. Electron localization in narrow surface-corrugated conducting channels: Manifestation of competing scattering mechanisms / N. M. Makarov, Yu. V. Tarasov // Phys. Rev. B. – 2001. – 64, N 23. – 235306 (14 p.).
  5. Makarov N. M. Conductance of a single-mode electron waveguide with statistically identical rough boundaries / N. M. Makarov, Yu. V. Tarasov // J. Phys.: Condens. Matter. – 1998. – 10, N 7. – P. 1523–1538.
  6. Tarasov Yu. V. Elastic scattering as a cause of quantum de-phasing: the conductance of two-dimensional imperfect conductors / Yu. V. Tarasov // Waves Random Media. – 2000. – 10, N 4. – P. 395–415.
  7. Goryashko V. O. The sharpness-induced mode stopping and spectrum rarefication in waveguides with periodically corrugated walls / V. O. Goryashko, Yu. V. Tarasov, L. D. Shostenko // Waves in Random and Complex Media. – 2013. – 23, N 2. – P. 89–113.
  8. Лифшиц И. М. Введение в теорию неупорядоченных сис-тем / И. М. Лифшиц, С. А. Гредескул, Л. А. Пастур. – М.: Наука, 1982. – 360 с.
  9. Courant R.  Methods of Mathematical Physics: in 2 vol. Vol. 1 / R. Courant, D. Hilbert. – N. Y.: Interscience Publ., Inc., 1953. – 560 с.
  10. Zwanzig R. Diffusion past an entropy barrier / R. Zwanzig // J. Phys. Chem. – 1992. – 96, N 10 – P. 3926–3930.
  11. Douglas Stone S. What is measured when you measure a resistance?––The Landauer formula revisited / S. Douglas Stone, A. Szafer // IBM J. Res. Develop. – 1988. – 32, N 3. – P. 384–413.