Тривимірні надзвичайно короткі оптичні імпульси в графені з неоднорідностями

Автори N.N. Konobeeva , M.B. Belonenko
Приналежність

Volgograd State University, 400062 Volgograd, Russia

Е-mail yana_nn@volsu.ru
Випуск Том 11, Рік 2019, Номер 3
Дати Одержано 20 березня 2019; у відредагованій формі 20 червня 2019; опубліковано online 25 червня 2019
Посилання N.N. Konobeeva, M.B. Belonenko, Ж. нано- електрон. фіз. 11 № 3, 03026 (2019)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.11(3).03026
PACS Number(s) 42.65.Re, 78.67.Ch
Ключові слова Ультракороткий імпульс, Графен (15) , Неоднорідність, Щільність заряду.
Анотація

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.

Перелік посилань