К.В. Машинский1, В.В. Попов2, Д.В. Фатеев3

1−3 СФ ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН (г. Саратов, Россия)

Постановка проблемы. Сильная («радиационная») плазмонная резонансная мода в графеновой структуре с асимметричной элементарной ячейкой требует сильной накачки для перехода в режим лазерной генерации. В то же время возможно достижение лазерной генерации на слабой («нерадиационной») моде при меньшей накачке.

Цель. Провести теоретическое исследование лазерной генерации на слабой плазмонной моде в структуре на основе однослойного графена, экранированного двойным металлическим решеточным затвором с асимметричной элементарной ячейкой.

Результат. Показано, что в структуре на основе однослойного графена, экранированного двойным металлическим решеточным затвором с асимметричной элементарной ячейкой, на слабой плазмонной моде достигнут режим лазерной генерации. Отмечено возбуждение слабой плазмонной резонансной моды требует меньшей накачки, чем возбуждение радиационной.

Практическая значимость. Результат работы может быть использован для создания источников терагерцевого излучения.

Машинский К.В., Попов В.В., Фатеев Д.В. Лазерная генерация на слабых модах в графеновой структуре с асимметричной элементарной ячейкой // Нелинейный мир. 2021. Т. 19. № 2. С. 23−26. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700970-202102-05

1. Novoselov K.S., Fal′ko V.I., Colombo L., Gellert P.R., et al. A roadmap for graphene // Nature. 2012. V. 490. P. 192−200.
2. Koppens F.H.L., Mueller T., Avouris P., Ferrari A.C., Vitiello M.S., Polini M. Photodetectors based on graphene, other twodimensional materials and hybrid systems // Nat. Nanotechnol. 2014. V. 9. P. 780–793.
3. Ryzhii V., Ryzhii M., Otsuji T. Negative dynamic conductivity of graphene with optical pumping // J. Appl. Phys. 2007.  V. 101. P. 083114.
4. Yadav D., Tamamushi G., Watanabe T., et al. Terahertz light-emitting graphene-channel transistor toward single-mode lasing // J. Nanophoton. 2018. V. 7(4). P. 741−752.
5. Fateev D., Mashinsky K., Polischuk O., Popov V. Excitation of Propagating Plasmons in a Periodic Graphene Structure by Incident Terahertz Waves // Phys. Rev. Appl. 2019. V. 11(6). P. 064002.