Please use this identifier to cite or link to this item:
http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/73659
Or use following links to share this resource in social networks:
Tweet
Recommend this item
Title | Three-dimensional Extremely Short Optical Pulses in Graphene with Inhomogeneities |
Other Titles |
Тривимірні надзвичайно короткі оптичні імпульси в графені з неоднорідностями |
Authors |
Konobeeva, N.N.
Belonenko, M.B. |
ORCID | |
Keywords |
ультракороткий імпульс графен неоднорідність щільність заряду ultrashort pulse graphene inhomogenity charge density |
Type | Article |
Date of Issue | 2019 |
URI | http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/73659 |
Publisher | Sumy State University |
License | |
Citation | Konobeeva, N.N. Three-dimensional Extremely Short Optical Pulses in Graphene with Inhomogeneities [Текст] = Тривимірні надзвичайно короткі оптичні імпульси в графені з неоднорідностями / N.N. Konobeeva, M.B. Belonenko // Журнал нано- та електронної фізики. - 2019. - Т. 11, № 3. - 03026. - DOI: 10.21272/jnep.11(3).03026 |
Abstract |
Розглядаються рівняння Максвелла для електромагнітного поля, що поширюється у домішковому графені з урахуванням просторової неоднорідності. Під гетерогенністю мається на увазі наявність області підвищеної електронної щільності. Особливо важливим випадком є неоднорідність, яка обумовлена ділянками підвищеної концентрації електронів провідності внаслідок наявності домішок. Згідно з цим фактом представляється доцільним дослідити вплив такої неоднорідності на поширення імпульсу в домішковому графені. Внаслідок різноманітності домішок і характеру їх взаємодії з підсистемою графена у таких задачах можливі різні підходи. Один із них полягає у розгляді розсіяння балістичних електронів у графені домішками. Домішки вважаються відповідальними за виникнення розупорядкування і слабкої локалізації. У цьому випадку вони виходять за межі самоузгодженого наближення Борна і застосовується підхід до перенормування. У даній роботі
електронний спектр для підсистеми графена взято з підходу групи перенормування, широко використовуваного у квантовій теорії поля, коли перехід від ділянок з меншою енергією до ділянок з більшою енергією обумовлений зміною масштабу системи. Основна ідея полягає у тому, що швидкість Фермі перенормовується і починає залежати від енергії електронів логарифмічно. У рамках напівкласичного підходу отримано ефективне рівняння для векторного потенціалу електромагнітного
поля, яке розв’язане чисельно. Виявлено, що тривимірні надзвичайно короткі оптичні імпульси розповсюджуються із порушеною формою імпульсу. При цьому введення просторової неоднорідності щільності заряду у середовище дозволяє зменшити втрати імпульсу в амплітуді. Досліджено вплив просторових параметрів неоднорідності на картину розповсюдження надзвичайно короткого оптичного імпульсу. Показано, що глибина і ширина просторової неоднорідності щільності заряду не мають суттєвого впливу на форму імпульсу. We consider the Maxwell`s equations for an electromagnetic field, which propagates in impurity graphene with taking into account the spatial inhomogeneity. By heterogeneity, we mean the presence of a region of increased electron density. A particularly important case is inhomogeneity due to areas of increased concentration of conduction electrons due to the presence of impurities. According to this fact, it seems appropriate to investigate the impact of such inhomogeneity on the pulse propagation in impurity graphene. Due to the diversity of impurities and the nature of their interaction with the graphene subsystem, different approaches are possible in such problems. One of these approaches is to consider the scattering of ballistic electrons in graphene by impurities. Impurities are considered responsible for the occurrence of a disorder and a weak localization. In this case, they go beyond the limits of the selfconsistent Born`s approximation and the renormalization-group approach is applied. In this paper, the electronic spectrum for the graphene subsystem is taken from the approach of the renormalization group, widely used in quantum field theory, when the transition from areas with lower energy to areas with more energy is caused by a change in the scale of consideration of the system. The main idea is that the Fermi velocity is renormalized, which begins to depend on the electron energy in a logarithmic way. Within the framework of the semi-classical approach, an effective equation for the vector-potential of the electromagnetic field is obtained and solved numerically. It is observed that three-dimensional extremely short optical pulses propagate unstablely with disturbed pulse shape. In this case, the introduction of a spatial inhomogeneity of the charge density into the medium makes it possible to reduce the pulse loss in the amplitude. The influence of the spatial parameters of the inhomogeneity on the propagation pattern of an extremely short optical pulse is also studied. It is shown that the depth and the width of the spatial inhomogeneity of the charge density do not have a significant impact on the pulse shape. |
Appears in Collections: |
Журнал нано- та електронної фізики (Journal of nano- and electronic physics) |
Views
Canada
1
China
1
Germany
1
Greece
1554
India
1
Indonesia
1
Ireland
516914
Lithuania
1
Netherlands
20196
Sweden
776
Ukraine
11197304
United Kingdom
4856765
United States
233523860
Unknown Country
511432055
Downloads
Czechia
1
India
1
Lithuania
1
Singapore
1
Ukraine
38988118
United Kingdom
1
United States
205733034
Unknown Country
261314679
Files
File | Size | Format | Downloads |
---|---|---|---|
Konobeeva_jnep_11_3.pdf | 368.23 kB | Adobe PDF | 506035836 |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.