Джозефсоновские плазменные колебания в ограниченных слоистых сверхпроводниках

Abstract

Теоретически исследованы собственные электромагнитные колебания в слоистых сверхпроводниках ограниченных размеров, заполняющих прямоугольный резонатор. Получены спектры как обыкновенных, так и необыкновенных собственных мод. Проанализирован нелинейный эффект понижения собственных частот необыкновенных мод, а также изучена генерация третьей гармоники колебаний. Нелинейность системы связана с нелинейной зависимостью джозефсоновской плотности тока поперек сверхпроводящих слоев от межслойной разности фаз параметра порядка. Исследованы джозефсоновские плазменные волны, бегущие вдоль волновода, заполненного слоистым сверхпроводнником, и нелинейные эффекты, возникающие при распространении этих волн. Кроме того, в работе предсказан эффект остановки терагерцовых волн в волноводах, связанный с совместным действием нелинейности и затухания волн.

Теоретично досліджено власні електромагнітні коливання в шаруватих надпровідниках обмежених розмірів, що заповнюють прямокутний резонатор. Отримано спектри як звичайних, так і незвичайних власних мод. Проаналізовано нелінійний ефект зниження власних частот незвичайних мод, а також вивчено генерацію третьої гармоніки коливань. Нелінійність системи пов'язана з нелінійною залежністю джозефсонівської щільності струму упоперек надпровідних шарів від міжшарової різниці фаз параметра порядку. Досліджено джозефсонівські плазмові хвилі, що біжать уздовж хвилеводу, який заповнено шаруватим надпровідником, і нелінійні ефекти, що виникають при поширенні цих хвиль. Крім того, в роботі передбачено ефект зупинки терагерцових хвиль в хвилеводах, який пов'язан із спільною дією нелінійності та загасання хвиль.

Electromagnetic fundamental oscillations in layered finite-sized superconductors, which fill a rectangular resonator are investigated theoretically. The spectra of ordinary and nonordinary eigenmodes are obtained. The nonlinear effect of decrease in frequency of the non-ordinary eigenmodes is analyzed and the generation of the third harmonics of oscillations is studied. The nonlinearity of the system is due to the nonlinear dependence of the Josephson current density across the superconducting layers on interlayer phase difference of the order parameter. We study the Josephson plasma waves running along a waveguide filled by a layered superconductor, and the nonlinear effects accompanying the propagation of these waves. In addition, a phenomenon of terahertz waves stopping in waveguides caused by the combined effect of the nonlinearity and damping is predicted.