Взаимодействие и локализация электромагнитных солитонов в окрестности слоев неоднородности в наноэлектронных устройствах на основе полупроводниковых сверхрешеток

Капля, Егор Викторович

Взаимодействие и локализация электромагнитных солитонов в окрестности слоев неоднородности в наноэлектронных устройствах на основе полупроводниковых сверхрешеток тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

Капля, Егор Викторович АВТОР

кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Волгоград МЕСТО ЗАЩИТЫ

2004 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.07 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Взаимодействие и локализация электромагнитных солитонов в окрестности слоев неоднородности в наноэлектронных устройствах на основе полупроводниковых сверхрешеток»

Автореферат диссертации на тему "Взаимодействие и локализация электромагнитных солитонов в окрестности слоев неоднородности в наноэлектронных устройствах на основе полупроводниковых сверхрешеток"

На правахрукописи

КАПЛЯ Егор Викторович

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ И ЛОКАЛИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ СОЛИТОНОВ В ОКРЕСТНОСТИ СЛОЕВ НЕОДНОРОДНОСТИ В НАНОЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВАХ НА ОСНОВЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СВЕРХРЕШЁТОК

Специальность 01.04.07 — физика конденсированного состояния

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Волгоград — 2004

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Волгоградский государственный педагогический

университет».

Научный руководитель доктор физико-математических наук,

профессор Крючков С. В.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор Белоненко М. Б.;

кандидат физико-математических наук, доцент Лебедев И. Г.

Ведущая организация — Фрязинское отделение Института

радиотехники и электроники РАН.

Защита состоится 26 октября 2004 г. в 15.00 час. на заседании диссертационного совета К.212.026.01 при Волгоградском государственном архитектурно-строительном университете по адресу: 400074, г. Волгоград, ул. Академическая, 1, ВолгГАСУ, кафедра физики, ауд. В-202.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета.

Автореферат разослан сентября 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Федорихин В. А.

¿о*? - V

1ЫГ&Ч

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

распространение в них электромагнитных солитонов. Стремительное развитие нанотехнологий оправдывает надежды на практическую реализацию новых электронных устройств на основе полупроводниковых сверхрешёток. Эти перспективы имеют непосредственное отношение к информационным технологиям. Поиск физических принципов функционирования устройств обработки информации на основе полупроводниковых сверхрешёток может стать одним из направлений исследований, ведущих к созданию вычислительных систем нового поколения. Цели исследования:

1. Теоретический анализ процесса управляемой локализации электромагнитных солитонов, распространяющихся вдоль слоев полупроводниковой сверхрешётки с набором поперечных слоев неоднородности, имеющих повышенную концентрацию носителей заряда.

2. Исследование возможности создания солитонных запоминающих устройств на основе полупроводниковых сверхрешёток.

3. Выявление особенностей взаимодействия электромагнитных солитонов в окрестности слоев неоднородности полупроводниковой сверхрешётки.

Объекты исследования:

Уединённые электромагнитные волны, распространяющиеся вдоль слоев полупроводниковой сверхрешётки с набором поперечных неоднородностей. Научная новизна В исследовании впервые:

• предложен новый тип запоминающего устройства, основанный на записи информации, представляемой в виде электромагнитных солитонов, в

спектра полупроводниковых сверхрешёток делает возможным

1 РОС

качестве нелинейной среды элемента памяти служит полупроводниковая сверхрешётка:

• предложен и обоснован новый тип линии задержки на основе полупроводниковой сверхрешётки, предназначенной для задержки солитонных импульсов; солитонная линия задержки позволяет изменять порядок слов и отдельных бит в информационном потоке;

• обнаружен эффект изменения порогового значения концентрации носителей заряда в слое неоднородности полупроводниковой сверхрешётки для взаимодействующих в окрестности этого слоя электромагнитных солитонов при изменении разности фаз солитонов.

Научная и практическая ценность полученных результатов

Возможность управляемой локализации электромагнитных солитонов в сверхрешётке с набором неоднородностей позволяет использовать эти полупроводниковые структуры в качестве среды для хранения информации, представляемой в виде солитонов.

Эффект изменения пороговой концентрации носителей заряда в слое неоднородности полупроводниковой сверхрешётки, предсказанный в ходе исследования, необходимо учитывать при создании солитонных фильтров, солитонных элементов памяти и линий задержки на основе полупроводниковых сверхрешёток.

Положения, сформулированные в настоящей диссертации, могут стимулировать новые экспериментальные работы в области проектирования и создания наноэлектронных устройств на основе полупроводниковых сверхрешёток.

Положения, выносимые на защиту: 1. Электромагнитный солитон, распространяющийся в полупроводниковой сверхрешётке, можно локализовать в ячейке, образованной слоями с повышенной концентрацией свободных носителей заряда. Локализация солитона в ячейке и его извлечение проводятся с помощью внешнего

электрического тока, пропускаемого в заданной ячейке вдоль оси полупроводниковой сверхрешётки.

2. Локализованный в ячейке солитон совершает колебания. Период колебаний электромагнитного солитона в ячейке определяется размерами ячейки и параметрами солитона. Использование солитонов в качестве записываемого сигнала позволяет осуществлять многослойную запись информации. Солитон, проходя сквозь соседние ячейки, не повреждает локализованные в них солитоны.

3. Пороговое значение концентрации носителей заряда в слое неоднородности полупроводниковой сверхрешётки для взаимодействующих в окрестности этого слоя электромагнитных солитонов существенно отличается от пороговой концентрации для одиночных солитонов.

Достоверность результатов обеспечивается использованием современных, апробированных методов теоретической и математической физики; непротиворечивостью выводов исследования основным физическим закономерностям; корректностью математических расчётов.

Апробация результатов. Основное содержание диссертации опубликовано в 13 работах, в том числе статьи в журналах: «Журнал технической физики» и «Laser Physics», в материалах всероссийской заочной конференции «Перспективы развития Волжского региона» (Тверь, 2002 г.), десятой Всероссийской научно-технической конференции «Информационные технологии в науке, проектировании и производстве» (Нижний Новгород, 2003г.).

Результаты, изложенные в диссертации, докладывались на различных научных конференциях: международном совещании «Радиационная физика твёрдого тела» (г.Севастополь, 2003, 2004 гг.), VI международном конгрессе по математическому моделированию (г. Нижний Новгород, 2004 г.), конференциях студентов и молодых учёных г.Волгограда и Волгоградской области (в 2000-2003 гг.), научных конференциях профессорско-преподавательского состава Волжского политехнического института (ВПИ при

ВолгГТУ), на семинарах научно-исследовательской лаборатории «Физика полупроводников и диэлектриков» при кафедре общей физики ВШУ.

Структура и объём. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы и приложения. Общий объём диссертации составляет 111 страниц, включая 34 рисунка и список цитируемой литературы из 121 наименования.

Личный вклад автора. Автор диссертации принимал непосредственное участие в вычислениях и обсуждении результатов работы, а также полностью выполнил численный расчёт и моделирование процессов на ЭВМ. Основные положения диссертации опубликованы в соавторстве с научным руководителем профессором СВ. Крючковым.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цели работы, раскрыты научная новизна и практическая ценность полученных результатов, приведены основные положения, выносимые на защиту.

Первая глава является обзором литературы по теме диссертации. Рассмотрены основные электрические свойства полупроводниковых сверхрешёток (ПСР). Представлены уравнения, описывающие распространение электромагнитных волн в ПСР. Рассмотрен эффект, связанный с отражением электромагнитного солитона от слоя с повышенной концентрацией носителей заряда.

Во второй главе диссертации исследован процесс управляемой локализации электромагнитного солитона в ПСР, содержащей набор поперечных слоев с повышенной концентрацией носителей заряда.

Распространение электромагнитных солитонов в ПСР, содержащей тонкие поперечные слои с повышенной концентрацией носителей заряда, при воздействии внешнего электрического тока описывается возмущенным уравнением синус-Гордона (СГ) с сингулярностью:

сИ2 а;2 &

Затухание солитона, связанное с минизонной структурой ПСР, учтено в (1) при помощи коэффициента

а = 4л-г),

®р1

(2)

где Т1 - константа, характеризующая потери энергии солитона на межминизонных переходах электронов; Юр[ - плазменная частота колебаний

электронов в ПСР.

Плотность внешнего электрического тока входит в (1) в виде безразмерной функции координаты и времени:

где 1х (г, I) — плотность внешнего электрического тока в А/м2.

Поперечные слои с повышенной концентрацией носителей заряда представлены в (1) функцией безразмерной координаты <;:

е(;)=1+Х>т-8(<;-;Чт)],

(4)

где т - номер слоя неоднородности ПСР (т=1,11,...,М);

— координата точки пересечения плоскости слоя с осью ;

— параметр неоднородности слоя с номером т, определяемый выражением

Здесь От — толщина т-го слоя неоднородноствт— концентрация носителей заряда в слое, п - средняя концентрация носителей заряда в ПСР, с -скорость электромагнитного излучения в вакууме.

Компонента напряженности электрического поля волны, распространяющейся в ПСР, вдали от ее границ связана с безразмерной функцией выражением

Динамика электромагнитных солитонов в ПСР, содержащей набор поперечных слоев с повышенной концентрацией электронов, исследовалась численно. Уравнение (1) решалось численно методом разностной аппроксимации на равномерной сетке с использованием рекуррентной трёхслойной разностной схемы:

где i — номер узла сетки по оси координат j — номер узла по оси времени т;

Ьт - временной шаг сетки; Ь^ - пространственный шаг сетки.

Устойчивость решения уравнения (1) обеспечивалась соблюдением условия Куранта, которое для безразмерных шагов сетки имеет вид Ьт < Ь(;

В качестве начальных условий были использованы односолитонное и двухсолитонное решения невозмущённого уравнения СГ:

(8)

(9)

где Q - топологический заряд солитона, принимающий значения ± 1 u — безразмерная скорость солитонов, и^ = У^ / с; v — скорость солитонов вдали от места их взаимодействия; с - скорость электромагнитного излучения в вакууме;

— безразмерная полуширина солитона;

^ =с, — — и^ • х — фаза солитона;

= ^ • 7(1 + ик)/(1 — и^ ) - параметр связи солитонов.

Стартовые позиции ^^ солитонов выбирались вдали от расположения слоев неоднородности, поскольку только в этом случае функции (8) и (9) удовлетворяют уравнение (1) с пренебрежимо малой невязкой.

Модифицированное уравнение СГ (1) решалось с граничными условиями:

Эф

= 0,

3(р

= 0.

?=тах(<;)

(10)

?=тт(с)

На стыке однородных областей ПСР - в точках qqm в которых

расположены неоднородности, значения ф определялись для т=1,11,...,М из соотношения на разрыве:

а;

= -ц-зт(ф(<;ят,т)),

методом простых итераций:

-4• Ч>!4-У - 4• + Ч>щ+2,])

(И)

(12)

По заданным начальным и граничным условиям с использованием соотношений на разрыве значения находились для всей ограниченной

пространственно-временной области. Распределение "напряжённости электрического поля в ПСР определялось подстановкой найденного решения в соотношение (6).

Численный анализ показал, что возможна управляемая локализация электромагнитных солитонов в области ПСР, ограниченной слоями с повышенной концентрацией электронов. Для солитона, движущегося со

скоростью V = 10 (м/с) и имеющего амплитуду напряжённости электрического поля Ец =93(кВ/м), локализация между слоями с параметром ц «0.067 достигается включением на 10(пс) электрического тока с плотностью ■1^-2.41(мА/мм^|„ что соответствует р < —0.013 (рис.1).

Солитон, приближающийся к слою с повышенной концентрацией электронов, отдаёт ему часть своей энергии. Кинетическая энергия солитона-кинка связана с его скоростью выражением

(13)

Вблизи слоев с повышенной концентрацией электронов амплитуда и скорость солитона уменьшаются. Если кинетическая энергия одиночного солитона становится меньше порогового значения

\У<2цт (14)

то происходит отражение солитона от очередного слоя неоднородности. С помощью внешнего электрического тока можно в заданной области ПСР

уменьшить энергию солитона до величины, меньше критической, в результате чего солитон не сможет преодолеть ближайшие к нему слои с повышенной концентрацией электронов.

Солитон, локализованный между слоями неоднородности, совершает колебательные движения. Для освобождения солитона можно увеличить его

энергию путем пропускания электрического тока в противоположном направлении (рис. 2).

Рис.2. Изменение амплитуды солитона при локализации и извлечении

Освобождённый солитон преодолевает слои с повышенной концентрацией электронов, двигаясь в прежнем направлении (рис.3).

Рис.3. Эволюция электромагнитного солитона при извлечении

Исследованный эффект можно использовать для создания запоминающего устройства нового типа, основанного на записи информации, представляемой в виде электромагнитных солитонов. Рабочей средой представляемого элемента солитонной памяти (ЭСП) может служить ПСР типа ОаА/АЮаАз, энергетический спектр которой с высокой степенью точности описывается в рамках приближения сильной связи. Достаточными нелинейными электрическими свойствами обладают ПСР с периодом

ё«10_8м и объемной концентрацией носителей Запись

информации проводится путем локализации солитонов, распространяющихся вдоль оси 02 слоев ПСР, в ячейках, каждая из которых ограничена двумя неоднородностями, параллельными плоскости хОу (рис.4).

Рис.4. Фрагмент полупроводниковой сверхрешётки, содержащей слои с повышенной концентрацией носителей заряда

Размер ячейки г должен превышать ширину солитонов L~0.1(MM). Поперечный (в плоскости хОу) размер ЭСП может составлять примерно Ю^м, т.е. несколько десятков или сотен периодов сверхрешетки d, для того, чтобы избежать боковых краевых эффектов.

В третьей главе представлена конструкция солитонной линии задержки; исследована зависимость периода колебаний электромагнитного солитона от размеров ячейки и скорости солитона в середине ячейки.

Продолжительность задержки солитонного сигнала кратна периоду его колебаний в ячейке. Для солитона, совершившего одно колебание в ячейке, время задержки незначительно превышает период колебаний.

По одному каналу солитонной линии на основе ПСР возможна одновременная передача информации в обоих направлениях благодаря устойчивости солитонов при их взаимодействии. Электромагнитный солитон, проходя сквозь соседние ячейки, не разрушает солитоны, локализованные в них (рис.5).

В четвёртой главе исследована динамика двухсолитонного решения уравнения СГ вблизи «точечной примеси», реализацией которой в ПСР является слой с повышенной концентрацией носителей заряда.

Рис.5. Пространственно-временная карта взаимодействия свободного солитона и солитона, локализованною в ячейке

Моделирование процессов взаимодействия электромагнитных солитонов в окрестности тонкого поперечного слоя неоднородности ПСР проведено путем численного решения сингулярного уравнения синус-Гордона

с начальными условиями в форме (9)

Анализ процессов распространения электромагнитных солитонов в ПСР показывает, что присутствие неоднородностей среды оказывает существенное влияние на обмен энергией между солитонами. Известно, что в однородной среде солитоны взаимодействуют абсолютно упруго. Столкновения электромагнитных солитонов в окрестности слоя с повышенной концентрацией носителей заряда в ПСР не являются абсолютно упругими. Пороговое значение

концентрации носителей заряда для прохождения слоя взаимодействующими солитонами отличается примерно на 25% от порогового значения для одиночного прохождения солитонов. Обнаруженный эффект необходимо учитывать при проектировании солитонных фильтров и солитонных элементов памяти. Локализованный в ячейке солитон может покинуть пределы ячейки за счёт энергии другого солитона, пролетающего эту ячейку, если однонаправленное взаимодействие солитонов произойдёт вблизи границы ячейки, имеющей малый запас высоты потенциального барьера для локализованного солитона. При встречном столкновении солитонов внутри ячейки вблизи границы возможен захват ячейкой второго солитона, если он имеет малый запас энергии по отношению к высоте потенциального барьера границ ячейки. В результате захвата оба солитона будут совершать колебания в одной ячейке.

Слои с повышенной концентрацией носителей заряда, ограничивающие ячейки, должны надёжно выполнять функцию локализации электромагнитных солитонов, записанных в ячейки. Для исключения перечисленных случаев максимальная энергия локализованных в ячейках солитонов должна быть меньше на 25-30% высоты потенциального барьера, создаваемого границами ячейки, а энергия пролетающих ячейку солитонов - на 25-30% больше высоты потенциального барьера границ ячейки. Тогда солитоны, проходящие сквозь занятые ячейки, не способны вызвать незапланированное извлечение локализованных ранее в ячейках солитонов.

В заключении диссертации подведены итоги исследования, перечислены полученные результаты и выводы.

Основные результаты

В работе проведён теоретический анализ процесса управляемой локализации электромагнитных солитонов, распространяющихся вдоль слоев полупроводниковой сверхрешётки с набором поперечных слоев

неоднородности, имеющих повышенную концентрацию носителей заряда. Возможность управляемой локализации электромагнитных солитонов в сверхрешётках с набором неоднородностей позволяет использовать эти полупроводниковые структуры в качестве среды для хранения информации. Предложен новый тип запоминающего устройства, основанный на записи информации, представляемой в виде электромагнитных солитонов. В качестве нелинейной среды элемента памяти выступает полупроводниковая сверхрешетка. Каждая ячейка памяти ограничена двумя поперечными слоями неоднородности. Локализацию и извлечение солитона необходимо производить с помощью внешнего электрического тока, включенного внутри заданной ячейки.

Предложен и обоснован новый тип линии задержки на основе полупроводниковой сверхрешётки, предназначенной для задержки солитонных импульсов. Солитонная линия задержки позволяет изменять порядок слов и отдельных бит в информационном потоке. Проведён анализ зависимости периода колебаний солитона в ячейке от размеров ячейки и параметров солитона. Путём моделирования на ЭВМ проверено функционирование солитонной линии задержки и элемента солитонной памяти с несколькими ячейками. Исследованы процессы локализации, хранения и извлечения солитонов.

Обнаружены особенности взаимодействия электромагнитных солитонов в окрестности слоев неоднородности полупроводниковой сверхрешётки. Эффект изменения пороговой концентрации носителей заряда в слое неоднородности полупроводниковой сверхрешётки, предсказанный в ходе исследования, необходимо учитывать при создании солитонных фильтров, солитонных элементов памяти и линий задержки на основе полупроводниковых сверхрешёток.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Капля Е.В., Крючков СВ. Модель элемента солитонной памяти на основе полупроводниковой сверхрешетки // V Региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области: Тез. докл. / ВолгГТУ. -Волгоград, 2001. - С.223-224.

2. Капля Е.В. Распространение электромагнитных солитонов в многозвенных нелинейных RLC-цепях // VI Региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области: Тез. докл. / ВолГУ. -Волгоград, 2002. - С.31-32.

3. Капля Е.В., Крючков СВ. Полупроводниковая ячейка солитонной памяти // Перспективы развития Волжского региона: Материалы Всерос. заоч. конф. - Тверь: Твер. гос. техн. ун-т, 2002. - С. 108-109.

4. Капля Е.В. Распространение электромагнитных солитонов в полупроводниковых структурах // Тезисы докладов I конференции преподавательского состава ВПИ. — Волжский, 2002: http://www.volpi.ru/konCtext/kaplya.htm

5. Капля Е.В., Крючков СВ. Расчет периода колебаний электромагнитного солитона между неоднородностями сверхрешетки // VII Межвузовская конференция студентов и молодых учёных Волгоградской области: Тез. докл. / ВолГУ. - Волгоград, 2003. - С.20-21.

6. Крючков СВ., Капля Е.В. Солитонная линия задержки на основе полупроводниковой сверхрешетки // Журнал технической физики. -2003.-Т.73.-Вып.5.- С53-56.

7. Крючков СВ., Капля Е.В. Моделирование процесса распространения электромагнитных солитонов в неоднородной полупроводниковой сверхрешётке // Информационные технологии в науке, проектировании и производстве: Материалы X Всерос. науч.-техн. конф. — Н.Новгород: НГТУ,2003.-С13.

8. Капля Е.В. Солитонный генератор СВЧ-колебаний // VIII региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области: Тез. докл. / ВолгГТУ. - Волгоград, 2001- С.243-244.

9. Капля Е.В., Крючков СВ. Распространение электромагнитного солитона в полупроводниковой сверхрешетке с набором поперечных неоднородностей // Международное совещание «Радиационная физика твердого тела». — Севастополь, 2003.

10. Капля Е.В. Интерференция электромагнитных солитонов в полупроводниковой сверхрешётке // Тезисы докладов III конференции преподавательского состава ВПИ. - Волжский, 2004: http://www.volpi.ru/konCtext/kaplya.htm

11. Капля Е.В., Крючков СВ. Расчёт экстремального значения напряжённости электрического поля при взаимодействии электромагнитных солитонов в полупроводниковой сверхрешётке // Международное совещание «Радиационная физика твердого тела». -Севастополь, 2004. -С498-502.

12. Zavjalov D.V., Kaplya E.V., Kryuchkov S.V. Dynamics electromagnetic solitons in a neighbourhood of a stratum of a heterogeneity of a semiconductor superlattice // Laser physics. - 2004. - 47. - №10.

13. Завьялов Д.В., Капля Е.В., Крючков СВ. Моделирование взаимодействия электромагнитных солитонов в окрестности слоя неоднородности полупроводниковой сверхрешётки // VI Международный конгресс по математическому моделированию. - Н.Новгород, 2004.

КАПЛЯ Егор Викторович

Автореферат

Подписано к печати 10 09.2004 г. Формат 60x84/16. Печать офс. Бум. офс. Гарнитура Times. Усл. печ. л. 0,93. Уч -изд. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ м

ВГПУ. Издательство «Перемена» Типография издательства «Перемена» 400131, Волгоград, пр. им. В.И-Ленина, 27

H« 17 4 6 8

РНБ Русский фонд

2005-4 13524

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Капля, Егор Викторович

Введение

СОДЕРЖАНИЕ:

Глава 1. Электромагнитные солитоны в полупроводниковых сверхрешётках.

1.1. Свойства полупроводниковых сверхрешёток.

1.2. Уравнение электромагнитной волны, распространяющейся в полупроводниковой сверхрешётке.

1.3. Электромагнитные солитоны в сверхрешётке.

1.4. Затухание солитона в полупроводниковой сверхрешетке.

1.5. Энергетический анализ процесса распространения солитона в полупроводниковой сверхрешётке.

1.6. Движение солитона во внешнем электрическом поле.

1.7. Взаимодействие солитонов в полупроводниковой сверхрешётке.

1.8. Прохождение одиночным солитоном поперечного слоя неоднородности сверхрешётки.

Глава 2. Исследование возможности создания солитонных запоминающих устройств.

2.1. Типы существующих устройств памяти.

2.2. Конструкция и принцип действия ячейки солитонной памяти.

2.3. Методика моделирования работы ячеек.

2.4. Локализация солитона в ячейке.

2.5. Извлечение солитона из ячейки.

2.6. Расчёт управляющих токов.

2.7. Конструкция солитонного устройства памяти.

2.8. Выводы.

Глава 3. Солитонная линия задержки на основе полупроводниковой сверхрешётки.

3.1. Солитонные линии связи.

3.2. Назначение линий задержки.

3.3. Конструкция солитонной линии задержки.

3.4. Период колебаний солитона в ячейке.

3.5. Продолжительность задержки солитонов.

3.6. Прохождение солитона через набор близкорасположенных поперечных слоев неоднородности.

3.7. Распространение солитонов в многозвенных RLC-цепях.

3.8. Выводы.

Глава 4. Взаимодействие электромагнитных солитонов в окрестности поперечного слоя с повышенной концентрацией носителей заряда.

4.1. Столкновение солитонов вблизи слоя неоднородности.

4.2. Критическое значение параметра неоднородности.

4.3. Выводы.

Введение диссертация по физике, на тему "Взаимодействие и локализация электромагнитных солитонов в окрестности слоев неоднородности в наноэлектронных устройствах на основе полупроводниковых сверхрешеток"

Актуальность темы. Интерес исследователей к полупроводниковым сверхрешёткам вызван особенными свойствами сверхрешёток, отличающими их от однородных полупроводников. Вид электронного энергетического спектра полупроводниковых сверхрешёток делает возможным распространение в них электромагнитных солитонов. Стремительное развитие нанотехнологий оправдывает надежды на практическую реализацию новых электронных устройств на основе полупроводниковых сверхрешёток. Эти перспективы имеют непосредственное отношение к информационным технологиям. Поиск физических принципов функционирования устройств обработки информации на основе полупроводниковых сверхрешёток может стать одним из направлений исследований, ведущих к созданию вычислительных систем нового поколения.

Цели исследования:

1. Теоретический анализ процесса управляемой локализации электромагнитных солитонов, распространяющихся вдоль слоёв полупроводниковой сверхрешётки с набором поперечных слоёв неоднородности, имеющих повышенную концентрацию носителей заряда.

3. Выявление особенностей взаимодействия электромагнитных солитонов в окрестности слоёв неоднородности полупроводниковой сверхрешётки.

Объекты исследования: Уединённые электромагнитные волны, распространяющиеся вдоль слоёв полупроводниковой сверхрешётки с набором поперечных неоднородностей.

Научная новизна. Впервые:

Обнаружен эффект изменения порогового значения концентрации носителей заряда в слое неоднородности полупроводниковой сверхрешётки для взаимодействующих в окрестности этого слоя электромагнитных солитонов при изменении разности фаз солитонов.

Научная и практическая ценность полученных результатов:

Положения, выносимые на защиту:

1. Электромагнитный солитон, распространяющийся в полупроводниковой сверхрешётке, можно локализовать в ячейке, образованной слоями с повышенной концентрацией свободных носителей заряда. Локализация солитона в ячейке и его извлечение проводится с помощью внешнего электрического тока, пропускаемого в заданной ячейке вдоль оси полупроводниковой сверхрешётки.

2. Локализованный в ячейке солитон совершает колебания. Период колебаний электромагнитного солитона в ячейке определяется размерами ячейки и параметрами солитона. Использование солитонов в качестве записываемого сигнала позволяет осуществлять многослойную запись информации. Солитон. проходя сквозь соседние ячейки не повреждает локализованные в них солитоны.

Достоверность результатов обеспечивается использованием современных, апробированных методов теоретической и математической физики; непротиворечивостью выводов исследования основным физическим закономерностям, корректностью математических расчётов.

Апробация результатов. Основное содержание диссертации опубликовано в 14 работах, в том числе статьи в журналах: "Журнал технической физики". "Радиотехника и электроника", "Laser Physics", в материалах всероссийской заочной конференции "Перспективы развития волжского региона" (г. Тверь, 2002г.), десятой всероссийской научно-технической конференции "Информационные технологии в науке, проектировании и производстве (г. Нижний Новгород, 2003г.)

Результаты, изложенные в диссертации, докладывались на различных научных конференциях: международном совещании "Радиационная физика твёрдого тела" (г.Севастополь, 2003г., 2004г.), VI международном конгрессе по математическому моделированию (г. Нижний Новгород, 2004г.), конференциях студентов и молодых учёных г.Волгограда и Волгоградской области (в 2000-2003гг.). научных конференциях профессорско-преподавательского состава Волжского политехнического института (ВПИ при ВолгГТУ), на семинарах научно-исследовательской лаборатории "Физика полупроводников и диэлектриков" при кафедре общей физики ВГПУ.

Заключение диссертации по теме "Физика конденсированного состояния"

4.3. Выводы.

Анализ процессов распространения электромагнитных солитонов в ПСР показывает, что присутствие неоднородностей среды оказывает существенное влияние па обмен энергией между солитонами. Известно, что в однородной среде солитоны взаимодействуют абсолютно упруго [68]. Столкновения электромагнитных солитонов в окрестности слоя с повышенной концентрацией носителей заряда в ПСР не являются абсолютно упругими. Пороговое значение концентрации носителей заряда для прохождения слоя взаимодействующими солитонами серьёзно отличается от порогового значения для одиночного прохождения солитонов.

Такое взаимодействие невозможно объяснить, используя известную аналогию межд> солитонами п точечными частицами, подчиняющимися законам классической механики. ! 1уеть два шарика, двигаясь в одном направлении, накатываются на горку гладкой формы. 9

U ■

Рис. 4.13. Движение шариков в направлении гладкой горки.

При центральном столкновении на склоне горки движущийся сзади шар не может помешать первому её преодолеть. Взаимодействие солитонов в подобной ситуации имеет иной результат.

Обнаруженный эффект необходимо учитывать при проектировании солитонных устройств. Фильтрация электромагнитных солитонов по амплитуде (и скорости) со строго заданными пороговыми значениями возможна лишь для солитонов. не взаимодействующих вблизи фильтрующего элемента. Для обеспечения такой фильтрации можно использовать генераторы солитонных импульсов с большой скважностью, чтобы дистанция между солитонами значительно превышала их характерный размер.

При проектировании солитонных элементов памяти, описанных во второй и третьей главах, также необходимо учитывать изменение критического значения параметра неоднородностей для взаимодействующих солитонов.

Локализованный в ячейке солитон может покинуть пределы ячейки за счёт энергии другого солитона, пролетающего эту ячейку, если однонаправленное взаимодействие солитонов произойдёт вблизи границы ячейки, имеющей малый запас высоты потенциального барьера для локализованного солитона.

При встречном столкновении солитонов внутри ячейки вблизи границы возможен захват ячейкой второго солитона, если он имеет малый запас энергии по отношению к высоте потенциального барьера границ ячейки. В результате захвата оба солитона будут совершать колебания в одной ячейке.

Заключение

Возможность управляемой локализации электромагнитных солитонов в сверхрешётках с набором неоднородностей позволяет использовать эти полупроводниковые структуры в качестве среды для хранения информации. В данной работе проведён теоретический анализ процесса управляемой локализации электромагнитных солитонов, распространяющихся вдоль слоёв полупроводниковой сверхрешётки с набором поперечных слоёв неоднородности, имеющих повышенную концентрацию носителей заряда.

Предложен новый тип запоминающего устройства, основанный на записи информации, представляемой в виде электромагнитных солитонов. В качестве нелинейной среды элемента памяти взята полупроводниковая сверхрешетка. В процессе записи используются электромагнитные солитоны, распространяющиеся вдоль слоев сверхрешетки. Каждая ячейка памяти ограничена двумя поперечными слоями неоднородности. Локализацию и извлечение солитона производят с помощью внешнего электрического тока, включенного внутри заданной ячейки. Путём моделирования на ЭВМ исследованы особенности функционирования элемента солитонной памяти, содержащего несколько ячеек. Проанализированы режимы записи, хранения и извлечения информации.

Обнаружены особенности взаимодействия электромагнитных солитонов в окрестности слоёв неоднородности полупроводниковой сверхрешётки. Эффект изменения пороговой концентрации носителей заряда в слое неоднородности полупроводниковой сверхрешётки, предсказанный в ходе исследования, необходимо учитывать при создании солитонных фильтров, солитонных элементов памяти и линий задержки на основе полупроводниковых сверхрешёток.

Благодарности

Автор выражает благодарность своему научному руководителю д.ф.-м.н., профессору Крючкову Сергею Викторовичу за помощь в проведении научной работы.

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата физико-математических наук, Капля, Егор Викторович, Волгоград

1. Силин А.П. Полупроводниковые сверхрешетки. //Успехи физических наук, 1985, т. 147, в.З, с.484.

2. Шик А.Я. Сверхрешётки периодические полупроводниковые структуры. // Физика и техника полупроводников, 1974, т.8, в. 10, с. 1841.

3. Херман М.А. Полупроводниковые сверхрешётки. / Пер. с англ.- М.: Мир, 1989.

4. Голубев JI.B., Леонов Е.И. Сверхрешетки. //Физика. 1997, №8, с.24-56.

5. Жуков А.Е. Рождение гетероструктур. // Наука и жизнь, 2001, № 4.

6. Молекулярно-лучевая эпитаксия и гетероструктуры. Под ред. Л.Ченга и К.Плога. / Пер. с англ., М.,1989.

7. Чалдышев В.В., Берт Н.А., Куницын А.Е. и др. Сверхрешетка кластеров мышьяка в арсениде галлия, выращенном молекулярно-лучевой эпитаксией при низкой температуре. // Физика и техника полупроводников, 1998, т.32,№10, с.1161-1164.

8. Пчеляков О.П., Двуреченский А.В., Марков В.А., и др. Прямой синтез наноструктур при молекулярно-лучевой эпитаксии Ge на Si. // Известия РАН,1999, №2, Материалы Всероссийского совещания "Наноструктуры на основе кремния и германия", с.228.

9. Герловин И.Я., Долгих Ю.К., Елисеев С.А. и др. Механизм глубокого легирования Fe эпитаксиальных GaAs/AlGaAs-гетероструктур. // Физика и техника полупроводников, 1999, т.ЗЗ, в.З., с.302-305.

10. Басс Ф.Г., Булгаков А.А., Тетервов А.П. Высокочастотные свойства полупроводников со сверхрешётками. М.-1989.

11. Hutchings D.C. Electronic bandstructure of disordered superlattices. // Superlattices and microstructures, vol.26, No.3, Sep. 1999, pp. 195-209.

12. Mukheiji D., Nag B.R. Band structure of semiconductor superlattices. // Physical review В 12,4338-4345 (1975).

13. Schulman J.N., McGill T.C. Band structure of AlAs-GaAs(lOO) superlattices. // Physical review letters 40,483 (1978).

14. Lew Yan Voon L.C., Ram-Mohan L.R. Band-to-band lasing in type-II GaAs/AlAs short-period superlattices. // Superlattices and microstructures, vol.14, No.l, Jul. 1993, pp.49-49.

15. Глазов С.Ю., Крючков C.B. Экранирование заряда двумерным электронным газом в условиях штарковского квантования. // Труды IX международного совещания "Радиационная физика твёрдого тела", Севастополь, 1999, с.722-728.

16. Павлович В.В., Эшитейн Э.М. Нелинейная высокочастотная проводимость сверхрешетки. // Физика твёрдого тела, 1976, т.18, в.5, с.1483-1485.

17. Yang S.R., Sarma S.D. Theory of conductivity in superlattice minibands. // Physical review В 37, 10090-10094 (1988).

18. Романов Ю.А. О дифференциальной проводимости полупроводниковых сверхрешёток. // Физика твёрдого тела, 2003, том 45, вып.З, с.529-534.

19. Романов Ю.А., Демидов Е.В. Нелинейная проводимость и вольт-амперные характеристики двумерных полупроводниковых сверхрешёток. // Физика и техника полупроводников, 1997, т.31, в.З, с.308-310.

20. Sharma А.С., Aruna Bajpai. Dynamical conductivity of type-I semiconductor superlattice. // Superlattices and microstructures, vol.28, No.2, Aug. 2000, pp. 121133.

21. Бенеславский С.Д., Елистратов А.А., Шибков С.В. Электропроводность одномерного полупроводника с периодическим потенциалом. // Физика и техника полупроводников, 2003, т.37, в.З, с.346-351.

22. Кочиев М.М., Шестопалов В.П. Экспериментальное исследование нелинейных высокочастотных свойств в полупроводнике со сверхрешёткой. // Физика и техника полупроводников, 1983, т.17, в.9, с.1609-1612.

23. Guo-zhong Zhao, Shao-hua Pan. Intersubband optical nonlinearity and bistable behavior of semiconductor superlattices. // Superlattices and microstructures, vol.21,

24. No.2, Маг. 1997, pp. 177-186.

25. Романов Ю.А., Романова Ю.Ю. Разрушение и стабилизация электромагнитной прозрачности полупроводниковой сверхрешётки. //Физика твёрдого тела, 2004, т.46, в.1, с.156-161.

26. Семёнов А.А. Теория электромагнитных волн. М.: Издательство МГУ, 1968. -317с.

27. Виноградова М.Б., Руденко О.В., Сухоруков А.П. Теория волн. -М.: Наука, 1990.-432с.

28. Скотт Э. Волны в активных и нелинейных средах в приложении к электронике. / Пер. с англ. М.: Мир, 1977. - 274 с.

29. Агравал Г. Нелинейная волновая оптика. Пер. с англ. М.: Мир, 1996.

30. Плазменная частота. // Физическая энциклопедия. / Под ред. Прохорова. т.З. -М.; Большая Российская энциклопедия, 1992, с.606.

31. Глазов . С.Ю., Крючков С.В. Плазменные колебания в двумерных полупроводниковых сверхструктурах. // Физика и техника полупроводников, 2000, т.34, в.7, с.835-837.

32. Глазов С.Ю., Крючков С.В. Плазменные колебания в двумерных полупроводниковых сверхструктурах в присутствии сильного электрического поля. // Физика и техника полупроводников, 2001, т.35, в.4, с.456-459.

33. Лэм Дж. Введение в теорию солитонов. / Пер. с англ. Череповец: Меркурий-пресс, 2000. - 294 с.

34. Захаров В.Е., Манаков С.В., Новиков С.П. Теория солитонов. Метод обратной задачи. М.: Наука, 1980. - 234 с.

35. Габов С.А. Введение в теорию нелинейных волн. М.: МГУ, 1988. - 216 с.

36. Olsen О.Н., Samuelsen M.R. Sine-Gordon kink dynamics in the presence of small perturbation. // Physical review В, 1,210-217 (1983).

37. АбловицМ., Сигур X. Солитоны и метод обратной задачи. / Пер. с англ. Михайлова А.В.; под ред. Захарова В.Е. М.: Мир, 1987.-479 с.

38. Эпштейн Э.М. Солитоны в сверхрешетке. // Физика твёрдого тела, 1977, т. 19, в. 11, с.3456-3458.

39. Крючков С.В., Попов К.А., Шаповалов А.И. Нелинейные электромагнитные волны в сверхрешетках.: Учебное пособие / ВГПУ. Волгоград, 1992. - 91 с.

40. Крючков С.В. О возможности распространения электромагнитного солитона в двумерной сверхрешетке. // Физика твёрдого тела, 1997, т.39, в.8, с. 1470-1472.

41. Вогульский И.О., Ветров СЛ., Шабанов А.В. Электромагнитные волны в неограниченных и конечных сверхрешетках. // Оптика и спектроскопия, 1998, т. 84, в.5, с.823-828.

42. Эпштейн Э.М. Нелинейное рассеяние электромагнитных волн свободными носителями в сверхрешетках. // Физика и техника полупроводников, 1987, т.21, в.7, с.1339-1341.

43. Эпштейн Э.М. Усиление и обращение солитоноэлектического тока в сверхрешётке внешним магнитным полем. // Физика и техника полупроводников, 1982, т.16, в.12, с.2231-2233.

44. Завьялов Д.В., Крючков С.В. Поглощение сильной электромагнитной волны электронами сверхрешётки в квантующем электрическом поле. // Физика и техника полупроводников, 1999, т.ЗЗ, в.И, 1355-1358.

45. Крючков С.В. Об ионизации примесей солитонами в сверхрешётке. // Физика и техника полупроводников, 1989, т.23, в.7, с.1314-1316.

46. Крючков С.В. Увлечение электронов солитонами в сверхрешетке при ионизации примесных центров. // Физика и техника полупроводников, 1991, т.25, в.4., с.740-742.

47. Вязовский М.В., Сыродоев Г.А. Ток увлечения при ионизации примеси электромагнитной волной в полупроводниковой сверхрешётке. // Физика и техника полупроводников, 1999, т.ЗЗ, в.12, с.1443-1446.

48. Крючков С.В., Попов К.А. Ионизация примесных центров в полупроводниковой квантовой сверхрешётке нелинейными электромагнитными волнами. // Физика и техника полупроводников, 1998, т.32, в.3,334-337.

49. Крючков С.В. Эволюция параметров солитона в сверхрешетке при ионизации примесей. // Физика и техника полупроводников, 1991, т.25, в.З, с.568-571.

50. Борисенко С.И. Анализ неупругого рассеяния квазидвумерных электронов сверхрешётки на акустических фононах с учётом дисперсии минизоны. // Физика и техника полупроводников, 2002, т.36, в.12, с.1445-1448.

51. Борисенко С.И. Рассеяние квазидвумерных электронов сверхрешётки GaAs/AlxGai.xAs на фононах. // Физика и техника полупроводников, 2004, т.38, в.2, с.207-212.

52. Friedman L. Electron-phonon scattering in superlattices. // Physical review В 32, 955-961 (1985).

53. Эпштейн Э.М. Затухание солитона в сверхрешетке // Иэв. ВУЗов СССР. Радиофизика, 1981, т.24, в.Ю, с.1293-1294.

54. Борисенко С.И. Время релаксации импульса и температурная зависимость подвижности электронов в полупроводниковых сверхрешётках из слабовзаимодействующих квантовых ям. // Физика и техника полупроводников, 1999, т.ЗЗ, в.Ю, с.1240-1245.

55. Захаров В.Е. Кинетическое уравнение для солитонов. // Журнал экспериментальной и теоретической физики, 1971, т.60, в.З, с.993-1000.

56. Крючков С.В. Полупроводниковые сверхрешетки в сильных полях.: Учебное пособие / ВГПУ. Волгоград, 1992. - 58 с.

57. Завьялов Д.В., Крючков С.В. Проводимость сверхрешётки в условиях воздействия нелинейной электромагнитной волны. // Физика и техника полупроводников, 2001, т.35, в.5, с.575-577.

58. Minot С., Sahri N., Le Person Н., Palmier J. Millimetre-wave negative differential conductance in GalnAs/AlInAs semiconductor superlattices. // Superlattices and microstructures, vol.23, no.6, Jun. 1998, pp.1323-1332.

59. Булгаков A.A., Шрамкова O.B. Дисперсия и неустойчивости электромагнитных волн в полупроводниковых слоисто-периодических структурах. // Журнал технической физики, 2003, т.73, в.З, с.87-95.

60. Крючков С.В., Фёдоров Э.Г. Влияние поля нелинейной электромагнитной волны на форму солитона в полупроводниковой сверхрешётке. // Оптика и спектроскопия, 2002, т.92, в.2, с.267-269.

61. Крючков С.В., Фёдоров Э.Г. Стабилизация формы солитона в сверхрешётке со спектром, выходящим за рамки учёта "ближайших соседей", в поле нелинейной волны. // Физика и техника полупроводников, 2002, т.36, в.З, с.326-329.

62. Ребби К. Солитоны. // Успехи физических наук, 1980, т.130, в.2, с.329.

63. Солитоны в действии / Под ред. К. Лонгрена, Э. Скотта. М.: Мир, 1981, 312 с.

64. Буллаф Р. Солитоны. М., 1999, -406 с.

65. Mensah S.Y., Dikande А.М., Allotey К.A., Mensah N.G. Interaction of kink-lattice solitons with small-amplitude waves in finite-size superlattices. // Superlattices and microstructures, vol.27, no.l, Jan. 2000, pp.31-37.

66. Кудряшов H.A. Нелинейные волны и солитоны // Соросовский Образовательный Журнал, 1997, в.2, с.85-91.

67. Белова Т.Н., Кудрявцев А.Е. Солитоны и их взаимодействие в классической теории поля. // Успехи физических наук, т. 167, в.4, с.390-420.

68. Брунков П.Н., Усов С.О., Мусихин Ю.Г. и др. Определение профиля распределения концентрации носителей заряда в слабосвязанных сверхрешётках GaAs/AlGaAs. // Физика и техника полупроводников, 2004, т.38, в.4, с.469-472.

69. Крючков С.В., Попов К.А. О возможности солитонного фильтра на основе квантовой сверхрешетки. // Физика и техника полупроводников, 1996, т.ЗО, в.12,2168-2173.

70. Gaylord Т.К., Glytsis E.N. and Brennan K.F. Semiconductor superlattice interference filter design. // Journal of Applied Physics, vol.65, Mar.1989, pp.25352540.

71. Chen W., Mills D.L. Gap solitons and the nonlinear optical response of superlattices. //Physical review letters 58, 160-163 (1987).

72. Kryuchkov S.V., Fyodorov E.G. Interaction of a soliton with an inhomogenety in a semiconductor superlattice under the influence of high-frequency electric field. // Laser physics, 2002, vol.12, №7, p. 1037-1040.

73. Крючков C.B., Фёдоров Э.Г. О возможности захвата уединённой9 электромагнитной волны неоднородностью в сверхрешётке. // Оптика испектроскопия, 2003, т.94, №2, с.254-258.

74. Калиткин Н.Н. Численные методы. / Под ред. Самарского А.А. М.: Наука, 1978.-512 с.

75. Калоджеро Ф., Дегасперис А. Спектральные преобразования и солитоны. Методы решения и исследования нелинейных эволюционных уравнений. / Пер. с англ. М.: Мир, 1985. - 321 с.

76. Казача Г.С., Сердюкова С.И. Численное исследование поведения при больших временах решений уравнения синус-Гордона с сингулярностью. // Журнал

77. Ц вычислительной математики и математической физики, 1993, т.ЗЗ, №3, с.417427.

78. Ablowitz M.J., Herbst В.М., Schober С.М. On the numerical solution of the sine-Gordon equation. Integrable discretizations and homoclinic manifolds. // Journal of computational physics, vol.126, no.2, Jul. 1996, pp.299-314.

79. Ablowitz M.J., Herbst B.M., Schober C.M. On the numerical solution of the sine-Gordon equation // Journal of computational physics, vol.131, no.2, Mar. 1997, pp.354-367.

80. Junhong Ha, Shin-ichi Nakagiri. Damped sine-Gordon equations with non-homogeneous Dirichlet boundary conditions. II Journal of mathematical analysis and applications, vol.263, no.2, Nov 2001, pp.708-720.

81. Памяти устройства. // Физическая энциклопедия. / Под ред. Прохорова. т.З. -М.: Большая Российская энциклопедия, 1992, с.523-526.

82. Полупроводниковые запоминающие устройства, под ред. Ю.И. Смирнова, М.,1989.

83. Торчигин В.П. Полихроматические оптические логические элементы. // Квантовая электроника, 20, №12 (1993), с.1219-1223.

84. Carayannis G., Halkias С., Koukoutsis Е. Sparse superlattice signal processor. / WO patent (W08908888), Sep.21,1989. Canadian patent (CA1304822).

85. Берашевич Ю.А., Королёв A.B., Данилюк A.JI. и др. Элемент памяти на периодических наноразмерных Si/CaF2 структурах. // Журнал технической физики, 2003, т. 73, в.1, с.67-72.

86. Капля Е.В., Крючков С.В. Полупроводниковая ячейка солитонной памяти. // Перспективы развития Волжского региона: Материалы Всероссийской заочной конференции. Тверь: Тверской Государственный Технический Университет, 2002.

87. Юнусов М.С., Муминов Р.А., Нуркузиев Г. Фотоприёмники на основе кремния, легированного осмием. // Физика и техника полупроводников, 1999, т.ЗЗ, в.12, с. 1465,1466.

88. Капля Е.В., Крючков С.В. Модель элемента солитонной памяти на основе полупроводниковой сверхрешетки. // Тезисы докладов V-PK, Волгоград -2000.

89. Крючков С.В., Капля Е.В. Модель элемента солитонной памяти на основе полупроводниковой сверхрешетки. // Радиотехника и электроника, 2004, №11,

90. Ахманов С.А., Выслоух В.А., Чиркин А.С. Оптика фемтосекундных лазерных импульсов. М.: Наука, 1988.310 с.

91. Волоконно-оптическая техника: история, достижения, перспективы./ Под ред. С.А. Дмитриева, Н.Н. Слепова. М.: Connect, 2000. - 376 с.

92. Kazunori Suzuki, Masataka Nakazawa Recent progress in optical soliton communication. // Optical fiber technology, vol.1, no.4, Oct. 1995, pp.289-308.

93. Akira Hasegawa, Yuji Kodama, Akihiro Maruta. Recent progress in dispersion-managed soliton transmission technologies. // Optical fiber technology, vol.3, no.3, Jul. 1997, pp. 197-213.

94. Слепов Н.Н. Солитонные сети. // Сети, 1999, №3.

95. Wabnitz S., Kodama Y., Aceves A.B. Control of optical soliton interactions. // Optical fiber technology, vol. 1, no.3, jun. 1995, pp. 187-217.

96. Marti-Panameno E., Vysloukh V.A., Torres-Cisneros M., Sanchez-Mondragon J.J. Femtosecond soliton amplification in an er-doped fiber amplifier with inhomogeneously broadened line. // Optical fiber technology, vol.2, no.2, Apr. 1996, pp. 143-148.

97. Leclerc О., Desurvire E., Audouin O. Synchronous WDM soliton regeneration: toward 80-160 Gbit/s transoceanic systems. // Optical fiber technology, vol.3, no.2, Apr. 1997, pp.97-116.

98. Leclerc O., Desurvire E., Audouin O. Robustness of 80 Gbit/s regenerated WDM soliton transoceanic transmission to practical system implementation. // Optical fiber technology, vol.3, no.2, Apr. 1997, pp.117-119.

99. Leclerc O., Desurvire E., Brindel P, Maunand E. Analysis of timing-jitter statistics and bit-error rate in regenerated soliton systems. // Optical fiber technology, vol.5, no.3, Jul. 1999, pp.301-304.

100. Desurvire E., Leclerc O. Fundamental bit-error-rate limits of in-line optical regeneration by synchronous intensity modulation: An analytical Gaussian-statistics model. // Optical fiber technology, vol.6, no.3, Jul. 2000, pp.230-264.

101. Makoto Murakami, Ken-ichi Suzuki, Hideki Maeda, Tetsuo Takahashi, Akira Naka, Norio Ohkawa, Mamoru Aiki. High-speed TDM-WDM techniques for long-haul submarine optical amplifier systems. // Optical fiber technology, vol.3, no.4, Oct. 1997, pp.320-338.

102. Shigeyuki Akiba, Shu Yamamoto. WDM undersea cable network technology for 100 Gb/s and beyond. // Optical fiber technology, vol.4, no. 1, Jan. 1998, pp. 19-33.

103. Desurvire E. A quantum model for optically amplified nonlinear transmission systems. // Optical fiber technology, vol.8, no.3, Jul. 2002, pp.210-230.

104. Капля Е.В., Крючков С.В. Расчет периода колебаний электромагнитного солитона между неоднородностями сверхрешетки. // Тезисы докладов VII-PK, ВолГУ, Волгоград, 2003.

105. Капля Е.В., Крючков С.В. Распространение электромагнитных солитонов в многозвенных нелинейных RLC-цепях. // Тезисы докладов VI-PK, ВолГУ, Волгоград, 2001.

106. Liu Hui Chun Semiconductor superlattice infrared source. / US patent (US5128728), Jul.7,1992. Canadian patent (CA12997191), Apr.28,1992.

107. Kastrup J., Hey R., Ploog K.H.,Grahn H.T., Bonilla L.L., Kindelan M., Moscoso M., Wacker A., Galan J. Electrically tunable GHz oscillations in doped GaAs-AlAs superlattices. // Physical review В 55,2476-2488 (1997).

108. Bouchard A.M., Luban M. Semiconductor superlattices as terahertz generators. // Physical review В 47, 6815-6818 (1993).

109. Ghosh A.W., Wilkins J.W. Nonlinear THz response of a one-dimensional superlattice. // Physical review В 61, 5423-5430 (2000).

110. Капля E.B., Крючков С.В. Распространение электромагнитного солитона в полупроводниковой сверхрешетке с набором поперечных неоднородностей. // Международное совещание "Радиационная физика твердого тела", Севастополь, 2003.

111. Крючков С.В., Капля Е.В. Солитонный генератор СВЧ колебаний. // Тезисы докладов УШ региональной конференции, ВолгГТУ Волгоград, 2004, с.243-244.

112. Капля Е.В. Интерференция электромагнитных солитонов в полупроводниковой сверхрешётке. // Тезисы докладов Ш конференции преподавательского состава ВПИ, Волжский, 2004.

113. Zavjalov D.V., Kaplya E.V., Kiyuchkov S.V. Dynamics electromagnetic solitons in a neighbourhood of a stratum of a heterogeneity of a semiconductor superlattice. // Laser physics, 2004, №8.

114. Завьялов Д.В., Капля E.B., Крючков С.В. Моделирование взаимодействия электромагнитных солитонов в окрестности слоя неоднородности полупроводниковой сверхрешётки. // VI Международный конгресс по математическому моделированию. Нижний Новгород, 2004.