Вынужденные Колебания Углеродной Нанотрубки С Током Эмиссии В Электромагнитном Поле

Abstract

Проанализирован процесс возникновения колебаний в одиночной углеродной нанотрубке, в которой протекает постоянный ток автоэлектронной эмиссии и которая помещена в электромагнитное поле. Экспери-ментально показано, что в нанотрубке кроме постоянного возникает переменная составляющая эмиссионного тока, обладающая резонансом на определенной частоте. Проведены расчеты, которые показывают связь частоты резонанса с параметрами системы и самой нанотрубки. Выполнен анализ условий, при которых резонанс можно сдвинуть в терагерцовый диапазон частот колебаний. ВведениеУглеродные нанотрубки обладают свойством погло-щения и испускания электромагнитного излучения. Это открывает перспективу создания приемно-передающих устройств на их основе [1,2]. Данная способность на-нотрубок проявляется в широком диапазоне длин волн от радиочастотного до оптического. Контакт углеродной нанотрубки с металлом катализатора выпрямляет [3], что позволяет использовать их в качестве ректен [4]. В связи с этим важно проанализировать условия воз-никновения колебательных процессов в нанотрубке и характеристики данных процессов.Применение углеродных нанотрубок в радиоустрой-ствах требует глубокого понимания природы физических свойств этих объектов. В настоящей работе обнаружено и описано физическое явление вынужденных колеба-ний углеродной нанотрубки в электромагнитном поле. Нанотрубка с током, помещенная в электромагнитное поле высокой частоты, начинает колебаться. При опре-деленной частоте электромагнитного поля колебания нанотрубки испытывают резонанс, при этом амплитуда колебаний возрастает. Эти колебания оказывают влия-ние на автоэлектронную эмиссию с концов углеродных нанотрубок, находящихся в сильном электрическом по-ле, возбуждая высокочастотный эмиссионный ток. Это явление открывает перспективы создания усилителей электромагнитных колебаний, работающих на новых принципах.Цель настоящей работы -выявить связь частотных характеристик системы с механическими параметрами нанотрубки. Это позволит определять указанные пара-метры с необходимой точностью, что является важ-ным для практического использования радиочастотных свойств углеродных нанотрубок (УНТ). Экспериментальные результатыДля исследований частотных характеристик углерод-ных нанотрубок как элементов наноэлектроники был создан измерительный стенд и разработаны методики измерений вольт-амперных, эмиссионных и амплитудно-частотных характеристик УНТ в высокочастотных элек-тромагнитных полях. Стенд был собран на базе растро-вого электронного микроскопа FEI HeliosNanoLab 650 DualBeam, позволяющий визуально наблюдать колеба-ния нанотрубки и фиксировать момент резонанса.В измерительной системе было задействовано три электрода (рис. 1). К катоду 1 крепилась углеродная нанотрубка. Анод 2 позволял измерять вольтамперную характеристику, когда нанотрубка его касалась, и эмис-сионную характеристику, когда она была отодвинута от 2-го электрода на расстояние несколько десятков Рис. 1. Изображение исследуемой системы с углеродной нано-трубкой, которая находится в режиме резонанса вынужденных колебаний. 1 ...

Влияние Электрон-Фононного Взаимодействия На Фотолюминесценцию Оксида Титана В Ближней Инфракрасной Области

“…Дальнейшее развитие метод моментов получил в работах [20,21], в которых был применен к расчету различных моделей центров кристаллофосфоров. В работах [16,17,22,23] данный метод был модифицирован и применялся для анализа спектров люминесценции и вычисления вероятности излучательных и безызлучательных переходов в полупроводниковых материалах (GaAs, CdIn 2 S 4 ).…”

“…Простейшей моделью, описывающей распределение интенсивностей в сплошных спектральных полосах, возникающих при электронно-колебательных переходах, является однокоординатная модель [16,[20][21][22][23]. В основе однокоординатной модели лежит адиабатическое приближение и метод нормальных координат.…”

“…3. В соответствии с работами [22,23] верхняя U u и нижняя U g потенциальные кривые обозначают адиабатические потенциалы. По оси ординат откладывается энергия колебательного центра, состоящая из энергии электрона и упругой энергии.…”

“…Здесь M 1 -начальный и M 2 , M 3 -центральные моменты соответствующих порядков форм-фактора полосы излучения [22,23], S -фактор Хуанга и Риса, имеющий смысл количества фононов, возникающих (исчезающих) в одном акте излучения (поглощения). Согласно работам [22,23], форм-фактор спектра излучения электронного перехода вычисляется по формуле…”

Влияние Глубоких Центров На Статистическую Задержку Микроплазменного Пробоя В Арсенид-Галлиевых Светодиодах

“…При приложении к p−n-переходу обратного напряжения, превышающего напряжение пробоя самой низковольтной МП, наблюдается статистическая или релаксационная задержка пробоя [1]. Если в микроплазменном канале имеются глубокие центры (ГЦ), то эмиссия с них носителей заряда влияет на статистическую задержку пробоя даже в тех случаях, когда концентрация ГЦ на много порядков величины меньше концентрации легирующих примесей [2]. В отличие от известных традиционных методов (емкостная спектроскопия, эффект Холла, фотопроводимость и т.…”