КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 21-72-00076
НазваниеСубпикосекундная кинетика электронов в графене в оптических и терагерцовых полях
Руководитель Оладышкин Иван Владимирович, Кандидат физико-математических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики им. А.В. Гапонова-Грехова Российской академии наук" , Нижегородская обл
Конкурс №60 - Конкурс 2021 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-302 - Когерентная и нелинейная оптика
Ключевые слова графен, графан, терагерцовые импульсы, фемтосекундные лазерные импульсы, люминесценция, функция распределения, кинетика, межзонные переходы
Код ГРНТИ29.33.25
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Графен, наряду с другими дираковскими средами, привлекает большой интерес специалистов по нелинейной оптике, электронике и материаловедению, так обладает уникальными электродинамическими характеристиками, высокой теплопроводностью и способностью к перестройке параметров. Основные особенности графена в терагерцовом, ИК и оптическом диапазонах связаны с линейным (ультрарелятивистским) законом дисперсии электронов, сохраняющемся на большом интервале энергии носителей заряда. Благодаря такому закону дисперсии возникают существенные отличия между кинетикой электронов в графене и других полупроводниках или металлах.
Данный проект направлен на теоретическое исследование динамики электронов в графене в мощных лазерных и терагерцовых полях субпикосекундной длительности, главным образом – на изучение процессов резонансного и нерезонансного рождения носителей, их рассеяния и термализации. Предлагаемое исследование является продолжением завершающегося в 2021 году проекта РФФИ 18-29-19091 мк, в рамках которого при участии автора был получен ряд оригинальных экспериментальных и теоретических результатов по нелинейной электродинамике графена. В частности, была впервые зарегистрирована спонтанная оптическая эмиссия графена под действием интенсивного ТГц импульса, указывающая на возникновение в среде инверсии населённостей. Полученные результаты представляют собой основной научный задел представленного проекта, который станет, в том числе, теоретической поддержкой для продолжающихся в ИПФ РАН экспериментов по электродинамическим свойствам графена.
Планируется проведение теоретических исследований по двум основным направлениям:
1) неравновесная кинетика электронов в графене в поле лазерного/ТГц импульса: рождение электронно-дырочных пар, модели эволюции анизотропной функции распределения, спонтанная оптическая эмиссия;
2) оптические свойства гидрогенизированного графена (графана): линейная восприимчивость в ИК-диапазоне, свойства поверхностных плазмонов, оценка перспективности материала в задачах нелинейной оптики.
Научная новизна планируемых исследований обусловлена оригинальностью постановки задач: как задачи о неравновесной оптической эмиссии графена, так и задачи о свойствах графана в ИК-диапазоне. Предполагается, что новые теоретические результаты в этих направлениях позволят объяснить результаты ряда экспериментов по взаимодействию графена с фемтосекундным лазерным и терагерцовым излучением, а также систематизировать представления о неравновесной кинетике электронов в графене на субпикосекундных временных масштабах.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ