КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
УДК 535.32, 535.5, 548.5
Н. И. Ю р а с о в
ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ
ПРЕЛОМЛЕНИЯ В МАГНИТНЫХ
ПОЛУПРОВОДНИКАХ
Показано, что в магнитных полупроводниках показатель прелом-
ления в микроволновой области может быть отрицательным. По-
лучены условия для параметров ферромагнитного полупроводника,
при которых возможно изменение знака показателя преломления.
Дана оценка значений искомых параметров для магнитных полу-
проводников с высокой температурой Кюри.
E-mail:
Ключевые слова
:
магнитный полупроводник, дисперсионное уравнение,
геометрия Фарадея, показатель преломления, критическая частота, гряз-
ный металл, удельное сопротивление, диэлектрическая проницаемость.
Среды с отрицательным показателем преломления ( Re
n <
0
) явля-
ются перспективными материалами с интересными и важными для
практических применений оптическими и магнитными свойствами
[1, 2]. Для использования этих сред в микроволновой области спек-
тра были разработаны композиционные материалы [3]. В то же время
теоретически была исследована пространственно однородная газовая
модель с учетом пространственной дисперсии [4] — модель без фер-
ромагнитного порядка. До последнего времени было не ясно, како-
вы возможности получения отрицательного показателя преломления
в пространственно однородных средах с ферромагнитным порядком.
Цель настоящей работы — решение задачи об отрицательном показа-
теле преломления в ферромагнетике с полупроводниковой проводи-
мостью.
Расчет выполнен в рамках стандартной электродинамической мо-
дели ферромагнетика, основные уравнения которой — это уравнение
Ландау–Лифшица и система уравнений Максвелла, содержащая ток
проводимости и ток смещения. Учет тока смещения есть необходимое
условие для решения вопроса о получении отрицательного показателя
преломления в ферромагнитном полупроводнике. Уравнение Ландау–
Лифшица использовано в линеаризованной форме. Предполагается,
что проводимость
σ
и диэлектрическая проницаемость
ε
— скалярные
вещественные величины, не зависящие от волнового вектора. Рассмо-
трена геометрия Фарадея, когда волновой вектор в веществе паралле-
лен направлению намагничивания. Это направление выбрано за напра-
вление оси
z
декартовой системы координат, поэтому волновой вектор
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2011. № 2
121
