Радиационные плазмон-поляритоны в многослойных структурах с 2D электронным газом

Исследованы 2D-плазмон-поляритоны (ПП) в типичной для эксперимента системе: слой 2D-электронов с конечной подвижностью лежит на диэлектрическом волноводе, роль которого играет подложка, имеющая форму пластины конечной толщины. 2D-плазмоны сильно взаимодействуют с радиационными модами этого диэлектрического волновода. Показано, что в результате конкуренции столкновительных и радиационных процессов образуется семейство из 8 собственных квазистационарных мод, 6 из которых, распадаясь, уносят энергию на бесконечность. Оставшиеся две ПП-моды не имеют радиационного характера. Одна из них, ПП типа ТМ, соответствует в беззапаздывательном пределе обычному продольному 2D-плазмону. Другая мода, ПП типа ТЕ, существует только при конечной толщине подложки. Все они имеют разные законы дисперсии комплексной частоты $\omega(q)= \text{Re}\, \mathop {\omega} + i\,\text{Im}\, \mathop {\omega}$ и отличаются как поляризацией (продольная и поперечная), так и симметрией по отношению к направлению распада (симметричные и асимметричные). Последние медленно распадаются, уходя в вакуум на одну из бесконечностей. Найдены условия, при которых добротность ряда мод ПП сколь угодно велика. В этом случае Im$\,\omega(q_0) =0$ и диссипативные потери в газе 2D-электронов скомпенсированы внешними источниками. Это проявляется в занулении коэффициента отражения плоской волны, угол падения которой определяется вектором $q_0$.