Please use this identifier to cite or link to this item: https://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/79377
Or use following links to share this resource in social networks: Recommend this item
Title Influence of the Vector Order Parameter on the Dynamics of 3D Ultrashort Pulses in Carbon Nanotubes
Other Titles Вплив векторного параметра порядку на динаміку 3D ультракоротких імпульсів у вуглецевих нанотрубках
Authors Konobeeva, N.N.
Belonenko, M.B.
Keywords векторний параметр порядку
вуглецеві нанотрубки
оптичні імпульси
vector order parameter
carbon nanotubes
optical pulses
Type Article
Date of Issue 2020
URI https://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/79377
Publisher Sumy State University
License In Copyright
Citation Konobeeva, N.N. Influence of the Vector Order Parameter on the Dynamics of 3D Ultrashort Pulses in Carbon Nanotubes [Текст] / N.N. Konobeeva, M.B. Belonenko // Журнал нано- та електронної фізики. – 2020. – Т. 12, № 4. – 04016. – DOI: 10.21272/jnep.12(4).04016.
Abstract У роботі ми пропонуємо модель для врахування векторного параметра порядку у дослідженні еволюції ультракороткого оптичного імпульсу в середовищі з вуглецевими нанотрубками. Ми розглядаємо електричне поле імпульсу в тривимірній геометрії. Для опису динаміки системи, що розглядається, ми використовуємо феноменологічну теорію, розроблену А.З. Паташинським та В.Л. Покровським. З огляду на специфіку заданої проблеми, передбачається, що векторний параметр порядку пов'язаний з електричним полем, спрямованим уздовж осі нанотрубки. Для наочності ми розглядаємо сегнетоелектричне середовище з поляризацією, яке має три ненульові просторові компоненти. Спираючись на теорію Гінзбурга-Ландау, ми отримуємо основне рівняння руху для векторного параметра порядку. На основі рівнянь Максвелла ми знаходимо ефективне нелінійне хвильове рівняння в циліндричній системі координат. Ми використовуємо наближення, коли накопиченням заряду можна знехтувати. Тому в розподілі поля зберігається циліндрична симетрія. Система цих двох рівнянь дозволяє проаналізувати залежність форми тривимірних ультракоротких оптичних імпульсів від відстані від критичної точки фазового переходу. Це важливе спостереження на практиці може бути використане для експериментального визначення критичної точки. Показано, що ультракороткий оптичний імпульс поширюється стабільно без вторинного хвильового випромінювання. Енергія електромагнітного імпульсу зберігається в локалізованій області. Також проводиться порівняльний аналіз двох моделей параметра порядку (скалярний параметр порядку та векторний параметр порядку). Визначено вплив моделі параметра порядку на динаміку імпульсу. Запропонована методика дозволяє проводити спектроскопію шляхом зміни параметра порядку при зондуванні середовища ультракороткими імпульсами.
In this paper, we propose a model for taking into account the vector order parameter for studying the evolution of an ultrashort optical pulse in a medium with carbon nanotubes. We consider the electric field of the pulse in the three-dimensional geometry. To describe the dynamics of the considered system we use the phenomenological theory developed by A.Z. Patashinskii and V.L. Pokrovskii. Given the specificity of the problem at hand, it is assumed that the vector order parameter is related to the electric field directed along the nanotube axis. For the clarity, we consider a ferroelectric medium with the polarization, which has three nonzero spatial components. Based on the Ginzburg-Landau theory, we obtain the governing equation of motion for the vector order parameter. Based on Maxwell’s equations, we obtain the effective nonlinear wave equation in a cylindrical coordinate system. We use the approximation when the accumulation of charge can be neglected. Therefore, the cylindrical symmetry in the field distribution is preserved. The system of these two equations allows us to analyze the dependence of the shape of three-dimensional ultrashort optical pulses on the distance from the critical point of phase transition. That important observation can in practice be used to identify experimentally the critical point. We show that ultrashort optical pulse propagates stably without secondary wave radiation. The energy of the electromagnetic pulse is preserved in a localized region. Also a comparative analysis of two models of the order parameter (scalar order parameter and vector order parameter) is performed. The influence of the order parameter model on the dynamics of the pulse is determined. The proposed technique allows us to carry out the spectroscopy by changing the order parameter when probing the medium with ultrashort pulses.
Appears in Collections: Журнал нано- та електронної фізики (Journal of nano- and electronic physics)

Views

China China
1
Greece Greece
1
Lithuania Lithuania
1
Netherlands Netherlands
50
Sweden Sweden
170
Ukraine Ukraine
20
United Kingdom United Kingdom
1
United States United States
96
Vietnam Vietnam
342

Downloads

Ukraine Ukraine
20
United Kingdom United Kingdom
1
United States United States
45
Vietnam Vietnam
1

Files

File Size Format Downloads
Konobeeva_jnep_4_2020.pdf 375,75 kB Adobe PDF 67

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.