Образец для цитирования:

Морозов М. Ю., Моисеенко И. М., Попов В. В. Линейная теория усиления терагерцевых плазменных волн в двух параллельных слоях графена // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия Физика. 2019. Т. 19, вып. 1. С. 28-33. DOI: https://doi.org/10.18500/1817-3020-2019-19-1-28-33


УДК: 
621.375.026
Язык публикации: 
русский

Линейная теория усиления терагерцевых плазменных волн в двух параллельных слоях графена

Аннотация

Теоретически изучено усиление терагерцевых плазмонов в двух параллельных активных графеновых монослоях. Показано, что инкремент антисимметричной плазмонной моды в двух параллельных слоях графена в несколько раз превышает инкремент плазмонов в одном слое графена вследствие замедления антисимметричной плазмонной моды по отношению к плазмонной моде в одиночном графене, а инкремент симметричной моды приблизительно в два раза превосходит инкремент в одном слое графена благодаря конструктивной интерференции плазмонных полей в слоях графена.

Литература

1. Novoselov K. S., Geim A. K., Morozov S. V., Jiang D., Zhang Y., Dubonos S. V., Grigorieva I. V., Firsov A. A. Electric Field Effect in Atomically Thin Carbon Films // Science. 2004. Vol. 306. P. 666‒669. DOI: https://doi.org/10.1126/science.1102896

2. Novoselov K. S., Fal′ko V. I., Colombo L., Gellert P. R., Schwab M. G., Kim K. A roadmap for graphene // Nature. 2012. Vol. 490. P. 192. DOI: https://doi.org/10.1038/nature11458

3. Ryzhii V., Ryzhii M., Otsuji T. Negative dynamic conductivity of graphene with optical pumping // J. Appl. Phys. 2007. Vol. 101. 083114. DOI: https://doi.org/10.1063/1.2717566

4. Aleshkin V. Ya., Dubinov A. A., Ryzhii V. Terahertz laser based on optically pumped graphene: model and feasibility of realization // Pisma v JETF. 2009. Vol. 89. P. 70‒74. DOI: https://doi.org/10.1134/S0021364009020039

5. Davoyan A. R., Morozov M. Yu., Popov V .V., Satou A., Otsuji T. Graphene surface emitting terahertz laser : Diffusion pumping concept // Appl. Phys. Lett. 2013. Vol. 103. 251102. DOI: https://doi.org/10.1063/1.4850522

6. Dubinov A. A., Aleshkin V. Ya., Mitin V., Otsuji T., Ryzhii V. Terahertz surface plasmons in optically pumped graphene structures // J. Phys.: Condens. Matter. 2011. Vol. 23. 145302. DOI: https://doi.org/10.1088/0953-8984/23/14/145302

7. Popov V. V., Polischuk O. V., Avoyan A. R., Ryzhii V., Otsuji T., Shur M. S. Plasmonic terahertz lasing in an array of graphene nanocavities // Phys. Rev. B. 2012. Vol. 86. 195437. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.86.195437

8. Morozov M. Yu., Davoyan A. R., Moiseenko I. M., Satou A., Otsuji T., Popov V. V. Active guiding of Dirac plasmons in graphene // Appl. Phys. Lett. 2015. Vol. 106. 061105. DOI: https://doi.org/10.1063/1.4907644

9. Satou A., Koseki Y., Ryzhii V., Vyurkov V., Otsuji T. Damping mechanism of terahertz plasmons in graphene on heavily doped substrate // J. Appl. Phys. 2014. Vol. 115. 104501. DOI: https://doi.org/10.1063/1.4867971

10. Gan C. H., Chu H. S., Li E. P. Synthesis of highly confi ned surface plasmon modes with doped graphene sheets in the midinfrared and terahertz frequencies // Phys. Rev. B. 2012. Vol. 85. 125431. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.85.125431

11. Britnell L., Gorbachev R., Jalil R., Belle B., Schedin F., Mishchenko A., Georgiou T., Katsnelson M., Eaves L., Morozov S., Peres N., Leist J., Geim A., Novoselov K., Ponomarenko L. Field-Effect Tunneling Transistor Based on Vertical Graphene Heterostructures // Science. 2012. Vol. 335. P. 947‒950. DOI: https://doi.org/10.1126/science.1218461

12. Liu M., Yin X., Zhang X. Double-Layer Graphene Optical Modulator // Nano Letters. 2012. Vol. 12. P. 1482‒1485. DOI: https://doi.org/10.1021/nl204202k

13. Andersen D.R. Graphene-based long-wave infrared TM surface plasmon modulator // J. Opt. Soc. Am. B. 2010. Vol. 27. P. 818‒823. DOI: https://doi.org/10.1364/JOSAB.27.000818

14. Svintsov D., Vyurkov V., Ryzhii V., Otsuji T. Voltagecontrolled surface plasmon-polaritons in double graphene layer structures // J. of Appl. Phys. 2013. Vol. 113. 053701. DOI: https://aip.scitation.org/doi/10.1063/1.4789818

15. Буслаев П. И., Иорш И. В., Шадривов И. В., Белов П. А., Кившарь Ю. С. Плазмоны в волноводных структурах из двух слоев графена // Письма в ЖЭТФ. 2013. Т. 97. C. 619–623.

16. Wagon S. Mathematica® in Action Problem Solving through Visualization and Computation. Springer, 2010. 591 p.

Краткое содержание (на английском языке): 
Полный текст в формате PDF (на русском языке):