Peculiarities of soliton excitations in the In4Se3 crystal

Abstract

We present new investigations of the spatially localized excitations of soliton type in the framework of the nonlinear Schrodinger equation. It is shown that the fourth - order effects are crucial for the formation of solitary waves in the layered In4Se3 crystal. The balance between the higher order dispersive terms and nonlinearity, induced by lattice deformation, may lead to the different spatial localized excitations. They can be stable or unstable depending on the parameters of the dispersion law and the wave vector region. It is found that one- soliton and multisoliton solutions can be realized in the In4Se3 crystal. The parameters of soliton excitations (energy, amplitude, velocity) have been determined. The time evolution of soliton was investigated too. Кeywords: Dispersion law with low-energy non-parabolicity; Fourth-order dispersive nonlinear Schrodinger equation; Soliton excitation

Для кристалу In4Se3 в рамках нелінійного рівняння Шредінгера проведено дослідження просторово- локалізованих збуджень солітонного типу. Показано, що наявність членів просторової дисперсії четвертого порядку є визначальною для утворення одиночних хвиль в даному кристалі. Баланс між дисперсійними членами четвертого порядку і нелінійністю, зумовленою гратковою деформацією, може приводити до різних просторово-локалізованих збуджень в залежності від параметрів закону дисперсії для носіїв заряду та області хвильового вектору. Визначені параметри солітонів (енергія, амплітуда, швидкість). Також досліджена часова еволюція для даних локалізованих збуджень. Ключові слова: Закон дисперсії з низькоенергетичною непараболічністю; Нелінійне рівняння Шредінгера з просторовою дисперсією четвертого порядку; Солітон.