350 rub
Journal Antennas №7 for 2011 г.
Article in number:
Electrodynamic Analysis of Nano-Antennas of Millimeter and Optic Range
Keywords: carbon nanotube optical antenna complex permeability integral equation Galerkin's method collocation method resonance scattering pattern
Authors:
A. L. Lerer, G. P. Sinyavski
Abstract:
Electrodynamics models and radiophysical properties of carbon nanotubes  vibrators (isolated on the substrate lattices), metallic optical antennas and optical antennas, formed from ZnO nanorods coated with metal films were developed and investigated. The models are based on numerically  analytical solution of integrodifferential equations describing the diffraction of electromagnetic waves on impedance and dielectric bodies. Using the integral representations of the kernels of integrodifferential equations allowed to overcome the difficulties of solution, associated with the singularity of kernels and to reduce the computation time for an order. The results of investigations of carbon nanotube-vibrators in millimeter and submillimeter wavelength ranges an of metallic nanovibrators and nanocrystals  vibrators, coated with metallic films in optical range are presented. In millimeter and submillimeter ranges there are resonances on amplitude-frequency characteristics at length of CNT-vibrator much less than wavelength in a vacuum. The increase of nanoantenna-s length leads to the increase of number of resonances in the frequency range under investigation and to the decrease of radiation efficiency. Properties of CNT-nanoantennas become close to properties of conventional metallic vibrator. The possibility of creation of directional optical antenna consisting of finite grating of planar nanovibrators was shown.
Pages: 4-18
References
  1. Дьячков П.Н. Электронные свойства и применение нанотрубок. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний. 2010.
  2. Slepyan G.Ya., Maksimenko S.A., Lakhtakia A., Yevtushenko O.M., and Gusakov A.V. Electrodynamics of carbon nanotubes: Dynamic conductivity, impedance boundary conditions and surface wave propagation. Phys. Rev. B. 60. 1999. Р. 17136-17149.
  3. Hanson G.W. Fundamental Transmitting Properties of Carbon Nanotube Antennas // IEEE Transactions on antennas and propagation. 2005. V. 53. № 11. P. 3426-3435.
  4. Slepyan G. Ya., Shuba M. V., Maksimenko S. A., Lakhtakia A. Theory of optical scattering by achiral carbon nanotubes, and their potential as optical nanoantennas. Phys. Rev. B. 73. 2006. Р. 195416.
  5. Лерер А.М. Радиопередающие свойства углеродной нанотрубки - вибратора, расположенной на границе раздела диэлектриков // Вестник МУ. Сер. 3. 2010. №5. С. 43-49.
  6. Лерер А.М., Синявский Г.П. Дифракция электромагнитной волны на конечной решетке углеродных нанотрубок-вибраторов, расположенных на границе раздела диэлектриков // Вестник МУ. Сер. 3. 2010. №6. С. 48-53.
  7. Bharadwaj P., Deutsch B., Novotny L. Optical Antennas. Advances in Optics and Photonics. 2009. 1.P. 438.
  8. Климов В.В. Наноплазмоника. М.: Физматлит. 2010.
  9. Климов В.В. Наноплазмоника // Успехи физических наук. 2008. 178. №8. C. 875.
  10. Kempa K., Rybczynski J., Huang Z., Gregorczyk K., Vidan A., Kimball B., Carlson J., Benham G., Wang Y., Herczynski A., Ren Zh.Carbon nanotubes as optical antennae. Adv. Mater. 2007. 19. P. 421.
  11. Salandrino A., J.Li, Engheta N. Shaping light beams in the nanometer scale: A Yagi-Uda nanoantenna in the optical domain. Phys. Rev. B. 2007. 76. P 245403.
  12. Huang J.S., Feichtner T., Biagioni P., Hecht B. Impedance matching and emission properties of nanoantennas in an optical nanocircuit // Nano Lett. 2009. 9. №5. P. 1897.
  13. Zuev V.S., Zueva G.Ya. Nanodipoles for an optical phased array // J. of Russian Laser Research. 2007. 28. № 3. P. 272.
  14. Li J., Engheta N. Core-shell nanowire optical antennas fed by slab waveguides // IEEE Trans. on Anten. and Prop. 2007. 55. № 11. Р. 3018.
  15. Kern A.M., Martin O.J.F. Surface integral formulation for 3D simulations of plasmonic and high permittivity nanostructures // J. Opt. Soc. Am. 2009. 26. № 4. Р. 732.
  16. Лерер А.М., Махно В.В., Махно П.В., Ячменов А.А. Применение метода приближённых граничных условий для расчета металлических периодических наноструктур // Радиотехника и электроника. 2007. Т. 52. № 4. С. 424-430.
  17. Головачева Е.В., Лерер А.М., Пархоменко Н.Г. Дифракция электромагнитных волн оптического диапазона на металлическом нановибраторе // Вестник МУ. Сер. 3. 2011. №1. C. 6-11.
  18. Лерер А.М. Иследование свойств планарных металлических нановибраторов в оптическом диапазоне // Радиотехника и электроника. 2011. № 3. C. 295-303.
  19. Лерер А.М., Клещенков А.Б., Лерер В.А., Лабунько О.С. Методика расчета характеристик системы параллельных вибраторов при стационарном и импульсном возбуждении // Радиотехника и электроника. 2008. Т. 53. № 4. С. 423.
  20. Кравченко В.Ф., Лабунько О.С., Лерер А.М., Синявский Г.П. Вычислительные методы в современной радиофизике. М.: Физматлит. 2009.
  21. Хижняк Н.Г. Интегральные уравнения макроскопической электродинамики. Киев: Наукова думка. 1986.
  22. http://www.luxpop.com/
  23. Махно П. В.Электродинамический анализ наноструктур оптического и рентгеновского диапазонов.: Дис. - канд. физ.-мат. наук. Ростов-на-Дону: Южный фед. ун-т. 2008.
  24. Вайнштейн Л.А. Теория дифракции и методы факторизации. M.: Советское радио. 1966.
  25. Lerer A.M., Makhno V.V., Makhno P.V. Calculation of properties of carbon nanotube antennas // International Journal of Microwave and Wireless Technologies. 2010. Special issue of RF CNT. 2010. 2(6). P. 457-462.
  26. Лерер А.М., Махно В.В., Махно П.В., Шуров Г.А. Расчет параметров наноантенн-углеродных нанотрубок // Электромагнитные волны и электронные системы. 2010. Т. 15. № 2. С. 64-67.
  27. Лерер А.М., Махно В.В., Махно П.В. Электродинамический анализ наноантенн миллиметрового, оптического и рентгеновского диапазонов. LambertAcademicPublishing. 2011.