論文の概要: Theory of Edge Effects and Conductunce for Applications in
Graphene-based Nanoantennas
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.02441v1
- Date: Fri, 6 Jan 2023 10:00:36 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-10 00:27:02.255303
- Title: Theory of Edge Effects and Conductunce for Applications in
Graphene-based Nanoantennas
- Title（参考訳）: グラフェン系ナノアンテナにおけるエッジ効果とコンダクタンスの理論
- Authors: Tomer Berghaus, Touvia Miloh, Oded Gottlieb, and Gregory Slepyan
- Abstract要約: 我々は、グラフェンのエッジ効果の理論を開発し、テラヘルツ、赤外、可視域のナノアンテナに応用した。
表面コンダクタンスの空間的挙動は、シートの長さと電気化学的ポテンシャルに依存する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
- Abstract: In this paper, we develop a theory of edge effects in graphene for its
applications to nanoantennas in the terahertz, infrared, and visible frequency
ranges. Its characteristic feature is selfconsistence reached due the
formulation in terms of dynamical conductance instead of ordinary used surface
conductivity. The physical model of edge effects is based on using the concept
of Dirac fermions. The surface conductance is considered as a general
susceptibility and is calculated via the Kubo approach. In contrast with
earlier models, the surface conductance becomes nonhomogeneous and nonlocal.
The spatial behavior of the surface conductance depends on the length of the
sheet and the electrochemical potential. Results of numerical simulations are
presented for lengths in the range of 2.1-800 nm and electrochemical potentials
ranging between 0.1-1.0 eV. It is shown that if the length exceeded 800 nm, our
model agrees with the classical Drude conductivity model with a relatively high
degree of accuracy. For rather short lengths, the conductance usually exhibits
spatial oscillations, which absent in conductivity and strongly affect the
properties of graphene based antennas. The period and amplitude of such spatial
oscillations, strongly depend on the electrochemical potential. The new theory
opens the way for realizing electrically controlled nanoantennas by changing
the electrochemical potential may of the gate voltage. The obtained results may
be applicable for the design of carbon based nanodevices in modern quantum
technologies.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,グラフェンにおけるエッジ効果の理論を,テラヘルツ,赤外線,可視周波数領域のナノアンテナへの応用に適用する。
その特性は、通常の表面伝導率ではなく、動的導電率の観点から定式化して到達した自己整合性である。
エッジ効果の物理的モデルは、ディラックフェルミオンの概念に基づいている。
表面コンダクタンスは一般感受性と見なされ、kuboアプローチによって計算される。
以前のモデルとは対照的に、表面コンダクタンスは非均質かつ非局所となる。
表面コンダクタンスの空間的挙動は、シートの長さと電気化学的ポテンシャルに依存する。
数値シミュレーションの結果,2.1-800nmの範囲と0.1-1.0ev範囲の電気化学ポテンシャルについて検討した。
長さが800nmを超えると、我々のモデルは比較的高い精度で古典的なドリュード導電率モデルと一致することが示されている。
比較的短い長さでは、導電性は通常空間振動を示し、導電性に欠け、グラフェン系アンテナの特性に強く影響を及ぼす。
このような空間振動の周期と振幅は、電気化学的ポテンシャルに強く依存する。
新しい理論は、ゲート電圧の電気化学的ポテンシャルを変化させることで、電気制御されたナノアンテナを実現する方法を開く。
得られた結果は、現代の量子技術における炭素系ナノデバイスの設計に適用できる。
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