Cтраница 1
Аномальный скин-эффект и оптические постоянные меди, серебра, золота и никеля в инфракрасной области. [1]
В условиях аномального скин-эффекта в пределах нормального скин-слоя в течение всего свободного пробега могут двигаться только те электроны, скорости которых почти параллельны поверхности проводника. Все другие электроны в процессе свободного движения успевают покинуть нормальный скин-слой и значительно изменить направление движения. Из-за этого уменьшается проводимость материала и изменяется эффективная аномальная толщина Д скин-слоя. Уменьшение этой доли приводит к уменьшению проводимости, учитываемой приближенно заменой в формулах у - Ру ( Д / /), где Р - числовой коэффициент порядка единицы. [2]
Однако вследствие аномального скин-эффекта при охлаждении меди до абсолютного нуля высокочастотное поверхностное сопротивление уменьшается всего лишь в 7 раз. Аномальный скин-эффект возникает следующим образом: при очень низких температурах средняя длина свободного пробега электрона в чистой отожженной меди составляет - 1 мм. [3]
Этот случай соответствует аномальному скин-эффекту. [4]
В связи с аномальным скин-эффектом вводятся в рассмотрение толщина скин-слоя б, а на высоких частотах - расстояние L, проходимое электроном за один период высокочастотного поля. Эффект поля в полупроводниках, еще один аналог размерного эффекта, связан с длиной электростатического экранирования L и в узких каналах с длиной волны электрона К. [5]
Причиной этого расхождения является аномальный скин-эффект. Еще более резкое отклонение имеет место при температуре жидкого гелия. Теория с учетом аномального скин-эффекта дает значения, хорошо согласующиеся с экспериментальными. [6]
Как уже отмечалось, эксперименты по аномальному скин-эффекту проводятся при температурах жидкого гелия, поскольку в этом случае средняя длина свободного пробега ограничена рассеянием на примесях, в то время как при комнатной температуре эта длина, определяемая рассеянием на фононах, значительно меньше. Для хорошо очищенного образца средняя длина свободного пробега при низких температурах может быть на три или четыре порядка величины больше, чемЪри комнатной температуре. Мы же ограничимся замечанием, что электроны, проходящие путь типа 1 ( см. фиг. [7]
Интересно, что значение поверхностного импеданса при предельно аномальном скин-эффекте фактически оказывается вообще малочувствительным к характеру отражения электронов. [8]
Результаты измерений инфракрасного поглощения были использованы для исследования аномального скин-эффекта в металлах. Согласно классической теории, поглощательная способность металла должна неограниченно уменьшаться по мере увеличения средней длины свободного пробега электронов проводимости. Однако наблюдаемая поглощательная способность металлов одинакова по порядку величины как при температуре жидкого гелия, так и при комнатной температуре. Классическая теория справедлива до тех пор, пока среднее значение длины свободного пробега электронов / меньше глубины проникновения электромагнитного поля S. Если / 8, то имеет место аномальный скик-з ект. Обнаружено, что для длин волн, больших 1 5 мк, поглощательная способность не зависит от длины волны, что находится в согласии с аномальным скин-эффектом. [9]
Гипотетические нормальные электроны, разумеется, подвержены влиянию аномального скин-эффекта, однако для качественного обсуждения нет необходимости рассматривать это подробно. [10]
Выполнение указанных зависимостей означает, что наблюдаются условия аномального скин-эффекта. [11]
Первый случай называется нормальным скин-эффектом, второй - температурным аномальным скин-эффектом. [12]
Выражение для плотности тока, полученное Чэмберсом в случае аномального скин-эффекта. Поскольку вывод Чемберса чрезвычайно прост, мы повторим его здесь. Нас интересует плотность тока в некоторой точке, в которой для простоты помещено начало координат. В начало координат электроны могут приходить из различных точек, где они испытали последнее соударение. Полный ток определяется формой поверхности Ферми для электронов в начале координат. Предполагается, что в среднем поверхность Ферми не смещается соударениями, так что необходимо определить изменение ее формы из изменений импульса, имевших место после последнего соударения. [13]
Подобное выражение было получено Рейтером и Зондгеймером в теории аномального скин-эффекта. [14]
Выражение для плотности тока, полученное Чэмберсом в случае аномального скин-эффекта. Поскольку нывод Чемберса чрезвычайно прост, мы повторим его здесь. Пас интересует плотность тока в некоторой точке, в которой для простоты помещено начало координат. Полный ток определяется формой поверхности Ферми для электронов в начале координат. Предполагается, что и среднем поверхность Ферми не смещается соударениями, так что необходимо определить изменение ее формы из изменений импульса, имевших место после последнего соударения. [15]