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

Влияние частотной дисперсии слоя с отрицательной диэлектрической проницаемостью на туннелирование электромагнитных волн через трехслойную структуру

Белецкий, НН, Борисенко, СА
Organization: 

 

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

Язык: русский
Аннотация: 

 

Предмет и цель работы. Эффект полного туннелирования электромагнитных волн через трехслойную структуру, содержащую плазмоподобный слой с отрицательной диэлектрической проницаемостью, имеет важное значение как для исследования высокочастотных свойств слоистых твердых тел, так и для создания новых типов высокочастотных радиофизических устройств. Целью работы является исследование влияния частотной дисперсии слоя с отрицательной диэлектрической проницаемостью на туннелирование электромагнитных волн через трехслойную структуру с несимметричным диэлектрическим окружением.

Методы и методология работы. Использован новый универсальный подход, основанный на введении безразмерных частот и толщин слоев трехслойной структуры. Он позволил исследовать частотно-зависимые условия возникновения эффекта полного туннелирования электромагнитных волн в различных частотных диапазонах при различных значениях параметров трехслойной структуры.

Результаты работы. Показано, что благодаря учету частотной дисперсии слоя с отрицательной диэлектрической проницаемостью, полное туннелирование электромагнитных волн становится возможным на различных частотах при соответствующем выборе параметров трехслойной структуры. Предсказан эффект двухчастотного полного туннелирования электромагнитных волн в различных частотных интервалах.

Заключение. Наличие частотной дисперсии слоя с отрицательной диэлектрической проницаемостью приводит к существенному смягчению и изменению условий полного туннелирования электромагнитных волн через трехслойную структуру. При этом возникают уникальные явления, которые могут быть использованы для создания принципиально новых высокочастотных устройств оптики, радиофизики и электроники.

Ключевые слова: отрицательная диэлектрическая проницаемость, полное туннелирование, трехслойная структура, частотная дисперсия

Статья поступила в редакцию 12.09.2019
PACS: 41.20.Jb
УДК 537.811:539.2
Radiofiz. elektron. 2020, 25(2): 
Полный текст (PDF)

References: 
  1. Zhou L., Wen W., Chan C.T., Sheng P. Electromagnetic-Wave Tunneling Through Negative-Permittivity Media with High Magnetic Fields. Phys. Rev. Lett. 2005. Vol. 94, Iss. 24. P. 243905(4 p.). DOI: 10.1103/PhysRevLett.94.243905.
  2. Cojcaru E. Electromagnetic tunneling in lossless trilayer stacks containing single-negative metamaterials. Prog. Electromagn. Res. (PIER). 2011. Vol. 113. P. 227–249. DOI: 10.2528/PIER11010707.
  3. Chao Y., Zhao H. Electromagnetic tunneling through a three-layer asymmetric medium containing epsilon-negative slabs. Cent. Eur. J. Phys. 2013. Vol. 11, Iss. 5. P. 594–600. DOI: 10.2478/s11534-013-0251-z.
  4. Wei L. Resonant tunneling condition and transmission periodic characteristics for a metal barrier in the Fabry–Perot cavity. Mater. Res. Express. 2016. Vol. 3, Iss. 12. P. 126201(7 p.). DOI: 10.1088/2053-1591/3/12/126201.
  5. Beletskii N.N., Borysenko S.A., Reflectionless Transit of Electromagnetic Waves at the Normal Incidence on the Symmetric Three-Layered Structure Containing a Negative-Permittivity Layer. Telecommunications and Radio Engineering. 2017. Vol. 76, Iss. 18. P. 1613–1621. DOI: 10.1615/TelecomRadEng.v76.i18.30.
  6. Белецкий Н.Н., Борисенко С.А. Туннелирование электромагнитных волн через трехслойную структуру, содержащую слой с отрицательной диэлектрической проницаемостью. Радиофизика и электроника. 2018. Т. 23, № 2. С. 54–60. DOI: 10.15407/rej2018.02.054.
  7. Шварцбург А.Б. Туннелирование электромагнитных волн – парадоксы и перспективы. Успехи физ. наук. 2007. Т 177, № 1. С. 43–58. DOI: 10.3367/UFNr.0177.200701b.0043.