Вышедшие номера
Home » Оптика и спектроскопия » Год 2025, выпуск 7 » Статья стр. 776
<<<>>>
Дисперсия поверхностных плазмон-поляритонов в металлических одностенных углеродных нанотрубках и упорядоченных массивах на их основе
Афанасьев С.А.1, Зайцев В.А.1, Моисеев С.Г.1,2, Рожлейс И.А.1, Санников Д.Г.1
1Ульяновский государственный университет, Ульяновск, Россия
2УФИРЭ им. В.А. Котельникова РАН, Ульяновск, Россия
Email: sannikov-dg@yandex.ru
Поступила в редакцию: 19 февраля 2025 г.
В окончательной редакции: 19 февраля 2025 г.
Принята к печати: 30 июня 2025 г.
Выставление онлайн: 13 августа 2025 г.
PDF версия
В рамках гидродинамической модели рассмотрено распространение собственных волн (поверхностных плазмон-поляритонов) в одиночных металлических одностенных углеродных нанотрубках и упорядоченных массивах на их основе. Численный анализ дисперсионных свойств поверхностных плазмон-поляритонов в терагерцевом диапазоне проведен с учётом потерь и тензорного характера поверхностной проводимости одностенных углеродных нанотрубок. Определены условия, при которых взаимодействие соседних нанотрубок в массиве не влияет на дисперсионные характеристики поверхностных плазмон-поляритонов. Показано, что наибольшие значения (свыше 100) коэффициента замедления (отношения скорости света к фазовой скорости поверхностных плазмон-поляритонов) фундаментальной моды достигаются для упорядоченных массивов из одностенных углеродных нанотрубок с радиусами свыше 2 nm на частотах порядка 40 THz и выше. Полученные результаты могут найти практическое применение в компактных усилителях и генераторах терагерцевого излучения, выполненных на основе массивов одностенных углеродных нанотрубок. Ключевые слова: поверхностные плазмон-поляритоны, одностенные углеродные нанотрубки.
  1. G.Y. Slepyan, S.A. Maksimenko, A. Lakhtakia, O. Yevtushenko, A.V. Gusakov. Phys. Rev. B, 60 (24), 17136 (1999). DOI: 10.1103/PhysRevB.60.17136
  2. А.В. Елецкий. УФН, 179 (3) 225 (2009). DOI: 10.3367/UFNr.0179.200903a.0225 [A.V. Eletskii. Physics-Uspekhi, 52 (3), 209 (2009). DOI: 10.3367/UFNE.0179.200903A.0225]
  3. П.Н. Дьячков. Углеродные нанотрубки: строения, свойства, применения (Бином, Лаборатория знаний, М., 2011)
  4. S. Rathinavel, K. Priyadharshini, D. Panda. Mater. Sci. Eng. B, 268, 115095 (2021). DOI: 10.1016/j.mseb.2021.115095
  5. M.G. Burdanova, A.P. Tsapenko, M.V. Kharlamova, E.I. Kauppinen, B.P. Gorshunov, J. Kono, J. Lloyd-Hughes. Adv. Opt. Mater., 9 (24), 2101042 (2021). DOI: 10.1002/ADOM.202101042
  6. K.G. Batrakov, O.V. Kibis, P.P. Kuzhir, M.R. da Costa, M.E. Portnoi. J. Nanophotonics, 4 (1), 041665 (2010). DOI: 10.1117/1.3436585
  7. A. Moradi. J. Electromagn. Anal. Appl., 2 (12), 672 (2010). DOI: 10.4236/JEMAA.2010.212088
  8. A. Moradi. Photonics Nanostructures --- Fundam. Appl., 11 (1), 85 (2013). DOI: 10.1016/j.photonics.2012.09.001
  9. L. Martin-Moreno, F.J.G. De Abajo, F.J. Garcia-Vidal. Phys. Rev. Lett., 115 (17), 173601 (2015). DOI: 10.1103/PHYSREVLETT.115.173601
  10. С.А. Афанасьев, В.А. Зайцев, С.Г. Моисеев, И.А. Рожлейс, Д.Г. Санников, Г.В. Тертышникова. ФТП, 58 (9), 467 (2024). DOI: 10.61011/FTP.2024.09.59302.6326A
  11. A.S. Kadochkin, S.G. Moiseev, Y.S. Dadoenkova, V.V. Svetukhin, I.O. Zolotovskii. Opt. Express, 25 (22), 27165 (2017). DOI: 10.1364/oe.25.027165
  12. A.S. Kadochkin, S. Moiseev, Y.S. Dadoenkova, F. Bentivegna, V. Svetukhin, I.O. Zolotovsky. J. Opt., 22, 1 (2020). DOI: 10.1088/2040-8986/abb8c4
  13. V. Perebeinos, J. Tersoff, P. Avouris. Phys. Rev. Lett., 94 (8), 086802 (2005). DOI: 10.1103/PHYSREVLETT.94.086802
  14. K. Liu, J. Deslippe, F. Xiao, R.B. Capaz, X. Hong, S. Aloni, A. Zettl, W. Wang, X. Bai, S.G. Louie, E. Wang, F. Wang. Nat. Nanotechnol., 7 (5), 325 (2012). DOI: 10.1038/NNANO.2012.52
  15. D.A. Svintsov, A.V. Arsenin, D.Yu. Fedyanin, A. Kriesch, S.P. Burgos, D. Ploss, H. Pfeifer, H.A. Atwater, U. Peschel, I. Vurgaftman, M. Kim, J. Meyer, A. Makinen, K. Bussmann, L. Cheng, F. Choa, J. Long, A.W. Fang, R. Jones, H. Park, O. Cohen, O. Raday, M.J. Paniccia, J.E. Bowers. Opt. Express, 23 (15), 19358 (2015). DOI: 10.1364/OE.23.019358
  16. S.G. Moiseev, Y.S. Dadoenkova, A.S. Kadochkin, A.A. Fotiadi, V.V. Svetukhin, I.O. Zolotovskii. Ann. Phys., 530 (11), 1800197 (2018). DOI: 10.1002/andp.201800197
  17. T.A. Morgado, M.G. Silveirinha. ACS Photonics, 5 (11), 4253 (2018). DOI: 10.1021/ACSPHOTONICS.8B00987
  18. S.A. Afanas'ev, A.A. Fotiadi, A.S. Kadochkin, E.P. Kitsyuk, S.G. Moiseev, D.G. Sannikov, V.V. Svetukhin, Y.P. Shaman, I.O. Zolotovskii. Photonics, 10 (12), 1317 (2023). DOI: 10.3390/PHOTONICS10121317
  19. P. Longe, S.M. Bose. Phys. Rev. B, 48 (24), 18239 (1993). DOI: 10.1201/9781351121996-7
  20. S.A. Maksimenko, G.Y. Slepyan, G.Y. Slepyan. In: Electromagnetic Fields Unconv. Struct. Mater, ed. by N. Singh Onkar, A. Lakhtakia (John Wiley \& Sons, Inc., New York, 2000), pp. 217-255
  21. A. Moradi. J. Appl. Phys., 122 (13), (2017). DOI: 10.1063/1.4997454
  22. A. Moradi, H. Khosravi. Phys. Rev. B -- Condens. Matter Mater. Phys., 76 (11), 113411 (2007). DOI: 10.1103/PHYSREVB.76.113411
  23. D.J. Mowbray, Z.L. Mivskovic, F.O. Goodman. Phys. Rev. B -- Condens. Matter Mater. Phys., 74 (19), 1 (2006). DOI: 10.1103/PhysRevB.74.195435
  24. T. Stöckli, J.M. Bonard, A. Ch\^atelain, Z.L. Wang, P. Stadelmann. Phys. Rev. B, 64 (11), 115424 (2001). DOI: 10.1103/PhysRevB.64.115424
  25. C. Yannouleas, E.N. Bogachek, U. Landman. Phys. Rev. B, 53 (15), 10225 (1996). DOI: 10.1103/PhysRevB.53.10225
  26. G. Chen, S. Sakurai, M. Yumura, K. Hata, D.N. Futaba. Carbon N. Y., 107, 433 (2016). DOI: 10.1016/j.carbon.2016.06.024
  27. A. Moradi. Phys. Lett. Sect. A Gen. At. Solid State Phys., 372 (34), 5614 (2008). DOI: 10.1016/j.physleta.2008.06.071
  28. G. Miano, F. Villone. IEEE Trans. Antennas Propag., 54 (10), 2713 (2006). DOI: 10.1109/TAP.2006.882170
  29. А.В. Елецкий. УФН, 172 (4), 401 (2002). DOI: 10.3367/UFNr.0172.200204b.040 [A.V. Eletskii. Physics. Uspekhi, 45 (4), 369 (2002). DOI: 10.1070/PU2002v045n04ABEH001033]
  30. Y. Miyamoto, S.G. Louie, M.L. Cohen. Phys. Rev. Lett., 76 (12), 2121 (1996). DOI: 10.1103/PhysRevLett.76.2121
  31. R.A. Jishi, M.S. Dresselhaus, G. Dresselhaus. Phys. Rev. B, 47 (24), 16671 (1993). DOI: 10.1103/PhysRevB.47.16671

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2025 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme