СТИМУЛИРОВАННОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ ЧЕРЕНКОВСКОГО ТИПА В ГРАФЕНОВЫХ СИСТЕМАХ


https://doi.org/10.29235/1561-8323-2018-62-1-33-40

Полный текст:


Аннотация

Теоретически рассматривается механизм стимулированной эмиссии электромагнитного излучения электронным пучком, взаимодействующим с графеном и металлическими углеродными нанотрубками. Базовые физические свойства таких углеродных наноструктур: сильное замедление поверхностных электромагнитных волн, аномально большая длина свободного пробега и экстремально большая достижимая плотность тока электронов, позволяют предложить их в качестве кандидатов для разработки наноразмерных излучателей черенковского типа, подобных лампе бегущей волны и лазеру на свободных электронах. При использовании внешнего электронного пучка в графен/ полимерных слоистых структурах возможна макроскопическая генерация, причем частота генерации может перестраиваться путем допирования графена или изменением числа слоев в структуре и расстояния между слоями. 


Об авторах

К. Г. Батраков
Институт ядерных проблем Белорусского государственного университета
Беларусь

канд. физ.-мат. наук, доцент

ул. Бобруйская, 11, 220030, Минск



С. А. Максименко
Институт ядерных проблем Белорусского государственного университета
Беларусь

д-р физ.-мат. наук, профессор, директор

ул. Бобруйская, 11, 220030, Минск



Список литературы

1. Terahertz lasers based on optically pumped multiple graphene structures with slot-line and dielectric waveguides / V. Ryzhii [et al.] // J. Appl. Phys. – 2010. – Vol. 107, N 5. – P. 054505 (1–6). doi.org/10.1063/1.3327212

2. The gain enhancement effect of surface plasmon polaritons on terahertz stimulated emission in optically pumped monolayer graphene / T. Watanabe [et al.] // New J. Physics. – 2013. – Vol. 15, N 7. – P. 075003 (1–11). doi.org/10.1088/1367- 2630/15/7/075003

3. Multiwalled carbon nanotubes are ballistic conductors at room temperature / C. Berger [et al.] // Appl. Phys. A. – 2002. – Vol. 74, N 3. – P. 363–365. doi.org/10.1007/s003390201279

4. Katsnelson, M. I. Chiral tunnelling and the Klein paradox in graphene / M. I. Katsnelson, K. S. Novoselov, A. K. Geim // Nature Phys. – 2006. – Vol. 2, N 9. – P. 620–625. doi.org/10.1038/nphys384

5. Electrodynamics of carbon nanotubes: Dynamic conductivity, impedance boundary conditions and surface wave propagation / G. Y. Slepyan [et al.] // Phys. Rev. B. – 1999. – Vol. 60, N 24. – P. 17136–17149. doi.org/10.1103/physrevb.60.17136

6. Experimental evidence of localized plasmon resonance in composite materials containing single-wall carbon nanotubes / M. V. Shuba [et al.] // Phys. Rev. B. – 2012. – Vol. 85, N 16. – P. 165435 (1–6). doi.org/10.1103/physrevb.85.165435

7. Yao, Z. High-Field Electrical Transport in Single-Wall Carbon Nanotubes / Z. Yao, C. L. Kane, C. Dekker // Phys. Rev. Lett. – 2000. – Vol. 84, N 13. – P. 2941–2944. doi.org/10.1103/physrevlett.84.2941

8. Batrakov, K. G. Toward the nano-FEL: Undulator and Cherenkov mechanisms of light emission in carbon nanotubes / K. G. Batrakov, P. P. Kuzhir, S. A. Maksimenko // Physica E. – 2008. – Vol. 40, N 5. – P. 1065–1068. doi.org/10.1016/j. physe.2007.08.003

9. Carbon nanotube as a Cherenkov-type light emitter and free electron laser / K. G. Batrakov [et al.] // Phys. Rev. B. – 2009. – Vol. 79, N 12. – P. 125408 (1–12). doi.org/10.1103/physrevb.79.125408

10. Batrakov, K. G. Cherenkov synchronism: non-relativistic electron beam in multi-walled nanotube and multi-layer graphene / K. G. Batrakov, P. P. Kuzhir, S. A. Maksimenko // Physica B. – 2010. – Vol. 405, N 14. – P. 3050–3053. doi. org/10.1016/j.physb.2010.01.047

11. Electric field effect in atomically thin carbon films / K. Novoselov [et al.] // Science. – 2004. – Vol. 306, N 5696. – P. 666–669. doi.org/10.1126/science.1102896

12. Flexible transparent graphene/polymer multilayers for efficient electromagnetic field absorption / K. Batrakov [et al.] // Scientific Reports. – 2014. – Vol. 4, N 1. – P. 7191 (1–5). doi.org/10.1038/srep07191

13. Graphene Doping: A Review / B. Guo [et al.] // Insciences J. – 2011. – Vol. 1, N 2. – P. 80–89. doi.org/10.5640/ insc.010280

14. Enhanced microwave-to-terahertz absorption in graphene / K. Batrakov [et al.] // Appl. Phys. Lett. – 2016. – Vol. 108, N 12. – P. 123101 (1–4). doi.org/10.1063/1.4944531

15. Кузелев, М. В. Вынужденное излучение сильноточных релятивистских электронных пучков / М. В. Кузелев, А. А. Рухадзе // УФН. – 1987. – Т. 152. – С. 285–316.


Дополнительные файлы

Просмотров: 224

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1561-8323 (Print)
ISSN 2524-2431 (Online)