Генерация высших гармоник с учетом многочастичного кулоновского взаимодействия в графеновой квантовой точке

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Процессы многофотонного возбуждения и генерации высших гармоник рассматриваются с использованием микроскопической квантовой теории нелинейного взаимодействия сильного когерентного электромагнитного излучения с прямоугольной графеновой квантовой точкой с зигзагообразным краем с числом атомов больше 80. Использовано динамическое приближение Хартри - Фока для изучения нелинейного взаимодействия лазерного излучения с графеновой квантовой точкой в режиме неадиабатического многофотонного возбуждения. Многочастичное кулоновское взаимодействие описано в расширенном приближении Хаббарда. Определены боковой размер, форма прямоугольной графеновой квантовой точки и ориентация электромагнитного волнового поля в плоскости графеновой квантовой точки с зигзагообразным краем в процессе генерации высших гармоник, что позволяет увеличить энергию фотона отсечки и квантовый выход более высоких гармоник.

Об авторах

Х. В. Седракян

Ереванский государственный университет

Email: amarkos@ysu.am
Ереван, 0025 Армения

А. Г. Казарян

Ереванский государственный университет

Email: amarkos@ysu.am
Ереван, 0025 Армения

Б. Р. Авчян

Ереванский государственный университет

Email: amarkos@ysu.am
Ереван, 0025 Армения

Г. А. Мусаелян

Ереванский государственный университет

Email: amarkos@ysu.am
Ереван, 0025 Армения

Т. М. Маркосян

Институт синхротронных исследований «КЕНДЛ»

Автор, ответственный за переписку.
Email: amarkos@ysu.am
0022 Ереван, Армения

Список литературы

  1. K. S. Novoselov, A.K. Geim, S.V. Morozov et al., Science 306, 666 (2004).
  2. A.K. Geim, Science 324, 1530 (2009).
  3. A.H.C. Neto, F. Guinea, N.M.R. Peres et al., Rev.Mod. Phys 81, 109 (2009).
  4. T. Brabec and F. Krausz, Rev.Mod.Phys. 72, 545 (2000).
  5. P.B. Corkum and F. Krausz, Nature Phys. 3, 381 (2007).
  6. P. Agostini and L. F. Di Mauro, Rep.Prog. Phys. 67, 813 (2004).
  7. M.C. Kohler, T. Pfeifer, K.Z. Hatsagortsyan, and C.H. Keitel, Adv.Atom.Mol.Opt.Phys. 61, 159 (2012).
  8. H.K. Avetissian, Relativistic Nonlinear Electrodynamics: The QED Vacuum and Matter in Super-Strong Radiation Fields, Springer, New York (2016).
  9. M. Ferray, A. L'Huillier, X. F. Li, L.A. Lompre et al., J. Phys.B 21, L31 (1988).
  10. S. Ghimire, A.D. DiChiara, E. Sistrunk et al., Nature Phys. 7, 138 (2011).
  11. O. Schubert, M. Hohenleutner, F. Langer et al., Nature Photon. 8, 119 (2014).
  12. G. Vampa, T. J. Hammond, N. Thir'e et al., Nature 522, 462 (2015).
  13. G. Ndabashimiye, S. Ghimire, M. Wu et al., Nature 534, 520 (2016).
  14. Y. S. You, D.A. Reis, and S. Ghimire, Nature Phys. 13, 345 (2017).
  15. H. Liu, C. Guo, G. Vampa et al. Nature Phys. 14, 1006 (2018).
  16. S.A. Mikhailov and K. Ziegler, J. Phys.: Condens. Matter 20, 384204 (2008).
  17. H.K. Avetissian, A.K. Avetissian, G. F. Mkrtchian, and Kh.V. Sedrakian, Phys.Rev.B 85, 115443 (2012).
  18. H.K. Avetissian, G. F. Mkrtchian, K.V. Sedrakian et al., J.Nanophoton. 6, 061702 (2012).
  19. H.K. Avetissian, G. F. Mkrtchian, K.G. Batrakov et al., Phys.Rev.B. 88, 165411 (2013).
  20. P. Bowlan, E. Martinez-Moreno, K. Reimann et al., Phys.Rev.B 89, 041408(R) (2014).
  21. I. Al-Naib, J. E. Sipe, and M.M. Dignam, New J. Phys. 17, 113018 (2015).
  22. L.A. Chizhova, F. Libisch, and J. Burgdorfer, Phys. Rev.B 94, 075412 (2016).
  23. H.K. Avetissian and G. F. Mkrtchian, Phys.Rev.B 94, 045419 (2016).
  24. H.K. Avetissian, A.G. Ghazaryan, G. F. Mkrtchian, and Kh.V. Sedrakian, J.Nanophoton. 11, 016004 (2017).
  25. H.K. Avetissian, A.K. Avetissian, A.G. Ghazaryan, et al., J.Nanophoton. 14, 026004 (2020).
  26. L.A. Chizhova, F. Libisch, and J. Burgdorfer, Phys. Rev.B 95, 085436 (2017).
  27. D. Dimitrovski, L.B. Madsen, and T.G. Pedersen, Phys.Rev.B 95, 035405 (2017).
  28. N. Yoshikawa, T. Tamaya, and K. Tanaka, Science 356, 736 (2017).
  29. A. Golub, R. Egger, C. Muller, and S. Villalba-Chavez, Phys.Rev. Lett 124, 110403 (2020).
  30. A.K. Avetissian and G. F. Mkrtchian, Phys.Rev.B 97, 115454 (2018).
  31. A.K. Avetissian, A.G. Ghazaryan, and Kh.V. Sedrakian, J.Nanophoton. 13, 036010 (2019).
  32. A.G. Ghazaryan and Kh.V. Sedrakian, J.Nanophoton. 13, 046004 (2019).
  33. A.G. Ghazaryan and Kh.V. Sedrakian, J.Nanophoton. 13, 046008 (2019).
  34. G. Oztarhan, E. B. Kul, E. Okcu, and A.D. Guclu, arXiv: 2210.14696 (2022).
  35. A.K. Avetissian, A.G. Ghazaryan, Kh.V. Sedrakian, and B.R. Avchyan, J.Nanophoton. 12, 016006 (2018).
  36. A.D. Guclu and Nejat Bulut, Phys. Rev. B 91, 125403 (2015).
  37. H.K. Avetissian, A.K. Avetissian, B.R. Avchyan, and G. F. Mkrtchian, Phys.Rev.B 100, 035434 (2019).
  38. Yu. Bludov, N. Peres, and M. Vasilevskiy, Phys.Rev. B 101, 075415 (2020).
  39. H. Liu, Y. Li, Y. S. You et al., Nature Phys. 13, 262 (2017).
  40. G. F. Mkrtchian, A. Knorr, and M. Selig, Phys.Rev. B 100, 125401 (2020).
  41. H.K. Avetissian, G. F. Mkrtchian, and K.Z. Hatsagortsyan, Phys.Rev.Res. 2, 023072 (2020).
  42. G. Le Breton, A. Rubio, and N. Tancogne-Dejean, Phys.Rev.B 98, 165308 (2018).
  43. H.K. Avetissian, A.K. Avetissian, B.R. Avchyan, and G. F. Mkrtchian, J.Phys.:Condens.Matter 30, 185302 (2018).
  44. T. Zhang, P. Cheng, X. Chen et al., Phys.Rev.Lett. 103, 266803 (2009).
  45. T.G. Pedersen, Phys.Rev.B 95, 235419 (2017).
  46. H.K. Avetissian and G. F. Mkrtchian, Phys.Rev.B 99, 085432 (2019).
  47. S. Almalki, A.M. Parks, G. Bart et al., Phys.Rev.B 98, 144307 (2018).
  48. B. Cheng, N. Kanda, T.N. Ikeda et al., Phys.Rev. Lett. 124, 117402 (2020).
  49. T. Cao, Z. Li, and S.G. Louie, Phys.Rev. Lett. 114, 236602 (2015).
  50. L. Seixas, A. S. Rodin, A. Carvalho, and A.H.C. Neto, Phys.Rev.Lett. 116, 206803 (2016).
  51. W. S. Whitney, V.W. Brar, Y. Ou et al., Nano Lett. 17, 255 (2017).
  52. X. Zhang, T. Zhu, H. Du et al., arXiv: 2112.08790 (2021).
  53. J. Faist, F. Capasso, D.L. Sivco et al., Science 264 553 (1994).
  54. G.P. Zhang and Y.H. Bai, Phys.Rev.B 101, 081412(R) (2020).
  55. H. K. Avetissian, A. G. Ghazaryan, and G. F. Mkrtchian, Phys.Rev.B 104, 125436 (2021).
  56. Б. Р. Авчян, А. Г. Казарян, К.А. Саргсян, Х.В. Седракян, ЖЭТФ 161, 155 (2022)
  57. JETP 134, 125 (2022).
  58. A.D. Guclu, P. Potasz, M. Korkusinski, and P. Hawrylak, Graphene Quantum Dots, Springer, Berlin (2014).
  59. S. Gnawali, R. Ghimire, K. Rana et al., Phys.Rev.B 106, 075149 (2022).
  60. H.K. Avetissian and G. F. Mkrtchian, Phys.Rev.A 105, 063504 (2022).
  61. M. Fujita, K. Wakabayashi, K. Nakada, and K. Kusakabe, J.Phys. Soc. Jpn. 65, 1920 (1996).
  62. K. Nakada, M. Fujita, G.Dresselhaus, and M. S. Dresselhaus, Phys.Rev.B 54, 17954 (1996).
  63. Y.-W. Son, M. L. Cohen, and S.G. Louie, Phys.Rev. Lett. 97, 216803 (2006).
  64. M. Ezawa, Physica E 40, 1421 (2008).
  65. M. Ezawa, Phys.Rev.B 73, 045432 (2006).
  66. W. Chu, Y. Xie, S. Duan et al., Phys.Rev.B 82, 125301 (2010).
  67. H. Yoon, M. Park, J. Kim et al., Chem.Phys.Rev. 2, 031303 (2021).
  68. M.Y. Han, B. Ozyilmaz, Y. Zhang, and Ph. Kim, Phys.Rev.Lett. 98, 206805 (2007).
  69. L. Brey and H.A. Fertig, Phys.Rev.B 73, 235411 (2006).
  70. Sh. Yamijala, M. Mukhopadhyay, and S. Pati, J. Phys.Chem.C 119, 12079 (2015).
  71. S. Luryi, J. Xu, and A. Zaslavsky, Future Trends in Microelectronics: Frontiers and Innovations, Wiley, New York (2013).
  72. A. D. Guclu, P. Potasz, and P. Hawrylak, Phys. Rev.B 82, 155445 (2010).
  73. X. Feng, Y. Qin, and Y. Liu, Opt.Express 26, 7132 (2018).
  74. A.D. Guclu, P. Potasz, O. Voznyy et al., Phys.Rev. Lett. 103, 246805 (2009).
  75. O. Voznyy, A.D. Guclu, P. Potasz, and P. Hawrylak, Phys.Rev.B 83, 165417 (2011).
  76. W. L. Wang, S. Meng, and E. Kaxiras, Nano Lett. 8, 241 (2008).
  77. L. Yang, M. L. Cohen, and S.G. Louie, Nano Lett. 7, 3112 (2007).
  78. D. Prezzi, D. Varsano, A. Ruini, et al., Phys.Rev.B 77, 041404 (2008).
  79. D. Prezzi, D. Varsano, A. Ruini, and E. Molinari, Phys.Rev.B 84, 041401 (2011).
  80. C. B. Murray, C.R. Kagan, and M.G. Bawendi, Ann. Rev.Mater. Sci. 30, 545 (2000).
  81. D. Bera, L. Qian, T.-K. Tseng, and P.H. Holloway, Materials 3, 2260 (2010).
  82. A. Kumar, S.E. Laux, and F. Stern, Phys.Rev.B 42, 5166 (1990).
  83. R.C. Ashoori, H. L. Stormer, J. S. Weiner et al., Phys.Rev.Lett. 71, 613 (1993).
  84. A. Hogele, S. Seidl, M. Kroner et al., Phys.Rev.Lett. 93, 217401 (2004).
  85. M. Lewenstein, Ph. Balcou, M.Y. Ivanov et al., Phys. Rev.A 49, 2117 (1994).
  86. R.B. Chen, C. P. Chang, and M. F. Lin, Physica E 42, 2812 (2010).
  87. C. P. Chang, Y.C. Huang, C. L. Lu et al., Carbon 44, 508 (2006).
  88. Y. Qin, X. Feng, and Y. Liu, Appl. Sci. 9, 325 (2019).
  89. B. R. Avchyan, A. G. Ghazaryan, Kh. V. Sedrakian, and S. S. Israelyan, J.Nanophoton. 16, 036001 (2022).
  90. Б. Р. Авчян, А. Г. Казарян, К.А. Саргсян, Х.В. Седракян, Письма в ЖЭТФ 116, 426 (2022)
  91. JETP Lett. 116, 428 (2022).
  92. S. Acharya, D. Pashov, A.N. Rudenko et al., npj Computational Materials 7, 208 (2021).
  93. P.R. Wallace, Phys.Rev. 71, 622 (1947).
  94. O. Zurron-Cifuentes, R. Boyero-Garcia, C. Hernandez-Garcia et al., Opt.Express 27, 7776 (2019).
  95. H.K. Avetissian, B.R. Avchyan, and G. F. Mkrtchian, J. Phys.B 45, 025402 (2012).
  96. H.K. Avetissian, A.G. Markossian, and G. F. Mkrtchian, Phys.Rev.A 84, 013418 (2011).
  97. H.K. Avetissian, A.G. Markossian, and G. F. Mkrtchian, Phys. Lett.A 375, 3699 (2011).
  98. G. Vampa, C.R. McDonald, G. Orlando et al., Phys. Rev.Lett. 113, 073901 (2014).
  99. R. L. Martin and J.P. Ritchie, Phys.Rev.B 48, 4845 (1993).
  100. G. P. Zhang, Phys.Rev.B 61 4377 (2000).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».