Generation of the coherent pulses by the CDW-motion. Solutions of the microscopic model equations

Abstract
The collective transport of charge density waves (CDW) converts into an ordinary current at the contacts with a normal metal. In the present work this conversion is proposed to proceed via the process of phase slippage (PS). The CDW in the quasi-one-dimensional system with a nested Fermi surface and impurities is described by the nonlinear differential equation derived earlier. This equation is solved numerically for semi-infinite samples, as well as for finite samples with both edges fixed. The analysis of solutions is carried out for electrical fields E and sample lengths L which are respectively one to two orders of magnitude larger and smaller than the actual experimental values. This leads to the following results : the PS solutions are one-periodic functions of time, with the distance of the PS centre from the fixed end behaving like E- 0.284 in the limit of small E. The coherent CDW transport in the finite samples occurs above the threshold field which varies as L-1.23. The pulses in the voltage generated by PS processes are also analysed. The results are in a good agreement with the experimental data for the length dependence of the threshold field and with some properties of the periodic noise in e.g. NbSe3 and TaS3.

Résumé
Le transport collectif par les ondes de densité de charge (CDW) se transforme en un courant ordinaire dans les contacts avec le métal normal. Dans notre étude ce processus se produit par le glissement de phase (PS) de CDW. Le CDW dans un système quasi unidimensionnel avec une surface de Fermi à « nesting » et en présence d'impuretés est décrit par une équation différentielle non linéaire obtenue auparavant. Nous résolvons cette équation numériquement pour des échantillons semi-infinis et finis. L'analyse des solutions est faite pour des champs électriques E et les longueurs d'échantillon L qui sont respectivement d'un à deux ordres de grandeur plus grands et petits que les valeurs expérimentales actuelles. Il s'ensuit que les solutions PS sont fonctions du temps à une période, avec la distance du centre PS au contact variant comme E-0,284 dans la limite des petits champs. Le transport cohérent par CDW existe au-dessus d'un champ de seuil qui varie comme L-1,23. Nous avons examiné aussi les pulses dans le voltage, produits par le processus de PS. Les résultats sont en bon accord avec la dépendance en longueur des champs de seuil et certaines propriétés de bruit périodique, observés dans NbSe3 et TaS3.