СТИМУЛИРОВАННОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ ЧЕРЕНКОВСКОГО ТИПА В ГРАФЕНОВЫХ СИСТЕМАХ
https://doi.org/10.29235/1561-8323-2018-62-1-33-40
Анатацыя
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.
Аб аўтарах
К. Батраков
Институт ядерных проблем Белорусского государственного университета
Беларусь
Беларусь
С. Максименко
Институт ядерных проблем Белорусского государственного университета
Беларусь
Беларусь
Спіс літаратуры
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.
##reviewer.review.form##
Праглядаў: 816
Паслаць артыкул па эл. пошце 