Структурные переходы и плазменные колебания в электронных цепочках над жидким гелием

Abstract

Методами молекулярной динамики исследован двумерный вигнеровский кристалл, образованный электронами, находящимися над прямоугольным электродом с равномерно распределенным положительным зарядом. При фиксированной плотности электронов анализировались возможные конфигурации электронов над узким электродом в зависимости от ширины электрода и особенности переходов от одной конфигурации к другой. Рассмотрены электронные конфигурации, состоящие из нескольких цепочек. После фурье-преобразования временных зависимостей средних координат электронов в процессе моделирования рассчитаны спектры плазменных колебаний. Для одной и двух цепочек проведено сравнение наблюдаемых при моделировании частот с теоретическими.

Методами молекулярної динаміки досліджено двовимірний вігнерівський кристал, утворений електронами, які знаходяться над прямокутним електродом з рівномірно розподіленим позитивним зарядом. При фіксованій густині електронів аналізувались імовірні конфігурації електронів над вузьким електродом в залежності від ширини електрода та особливості переходів від однієї конфігурації до іншої. Розглянуто електронні конфігурації, що складаються з декількох ланцюжків. Після фур’є-перетворення часових залежностей середніх координат електронів в процесі моделювання розраховано спектри плазмових коливань. Для одного та двох ланцюжків проведено порівняння частот, що спостерігаються при моделюванні, з теоретичними.

A two-dimensional Wigner crystal formed by electrons located above a rectangular electrode with uniformly distributed positive charge has been studied by molecular dynamics methods. The authors have analyzed not only possible electron configurations over a narrow electrode region at a fixed electron density, depending on the width of the electrode, but also patterns of transitions from one configuration to another. In addition, this paper considers an electron configuration consisting of several chains. Using the Fourier transform for time dependencies of average electron coordinates during modeling, the authors have determined plasma oscillation spectra. Frequencies observed during modeling have been compared with theoretical frequencies for one and two chains.