Графен и изоморфный ему 2D гексагональный нитрид бора являются перспективными материалами для использования в наноакустике. Поэтому более детальное исследование возможностей создания плазмон-акустических преобразователей для наноакустики с соответствующими численными оценками их технических характеристик представляется актуальным. В работе теоретически и путем численных оценок обоснована принципиаль-ная возможность создания плазмон-акустических преобразователей для наноакустических устройств, работающих в области терагерцовых частот. В качестве анализируемой модели исследован плазмон-акустический преобразователь, состоящий из двух подсистем: пьезоэлектрической и плазмон-поляритонной. Пьезоэлектрическая подсистема выполнена в виде наноленты из гексагонального нитрида бора - звукопровода, концевая часть которого служит пьезоэлектрическим преобразователем, возбуждающим упругие волны терагерцового диапазона. Звукопровод перекрывается с плазмон-поляритонной подсистемой в виде графеновой наноленты, в которой распространяются поверхностные плазмон-поляритоны с ТМ-поляризацией. Рассчитаны вносимый электрический импеданс пьезо-электрической подсистемы и характеристический импеданс плазмон-поляритонной подсистемы. Показано, что их значения таковы, что возможно обеспечить оптимальное согласование нагрузки (звукопровода) с плазмон-поляритонным волноводом. Получено, что графеновая наноплаз-моника и наноакустика на основе пьезоэлектрического планарного нитрида бора хорошо сочетаются друг с другом. Это открывает широкие возможности для создания нового класса наноэлектронных приборов.
1. Lemme M.C., Echtermeyer T.J., Baas M., Kurz H. A graphene field-effect device // IEEE Electron Dev. Lett. 2007. Vol. 28. No 4. P. 283–284.
2. Graphene and mobile ions: The кey to all-plastic, solution-processed light-emitting devices / P. Malyba, H. Yamaguchi, G. Eda et al. // Am. Chem. Soc. 2010. Vol. 4. No. 1-2. P. 637–642.
3. Grigorenko A.N., Polini H., Novoselov K.S. Graphene plasmonics // Nat. Photonics. 2012. No. 6.
P. 749–758.
4. Браже Р.А., Каренин А.А., Кочаев А.И., Мефтахутдинов Р.М. Упругие характеристики углеродных 2D-супракристаллов в сравнении с графеном // ФТТ. 2011. Т. 53. Вып.7. С. 1406–1408.
5. Браже Р.А., Кочаев А.И., Советкин А.А. Пьезопреобразователи для возбуждения упругих волн терагерцевого диапазона в графеноподобных 2D-супракристаллах // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2014. Т. 17. № 1. С.19–36.
6. Gomez-Diaz J.S., Perruisseau-Carrier J. Graphene-based plasmonic switches at nearinfrared frequencies // Opt. Express. 2013. Vol. 21. No. 13. P. 15490–15504.
7. Lu H. Plasmonic characteristics in nanoscalegraphene resonator-coupled waveguides // Appl. Phys. B. 2015. Vol. 118. No. 1. P. 61–67.
8. Морозов М.Ю., Моисеенко И.М., Попов В.В. Усиление плазменных волн в экранированном активном графене // ФТТ. 2016. Т. 42. Вып. 1. С. 80–86.
9. Droth M., Burkard G., Pereira V.M. Piezoelectricity in planar boron nitride via a geometric phase // Phys. Rev. B. 2016. Vol. 94. No. 7. P. 075404–075410.
10. Modulation of terahertz radiation from graphene surface plasmon polaritons via surface acoustic wave / S. Jin, X. Wang, P. Han et al. // Opt. Express. 2019. Vol. 19. No. 81. P. 11137–11151.
11. Григорьев М.А. Пьезоэлектрический преобразователь СВЧ электромагнитных колебаний в объемные акустические волны: учебно-методическое пособие для спецпрактикума. Саратов: СГУ, 1999. 51 с.
12. Современная кристаллография. Т.4: Физические свойства кристаллов / Л.А. Шувалов, А.А. Урусовская, И.С. Желудев и др. М.: Наука, 1981. 496 с.
13. Давыдов С.Ю. Упругие и диэлектрические характеристики графеноподобных соединений
AN – B8-N // ФТП. 2013. Т. 47. Вып.8. С. 1065–1070.
14. Браже Р.А., Долгов Д.А. Метод определения упругих характеристик графена и других
2D-наноаллотропов // Изв. вузов. Электроника. 2020. Т. 25. № 1. С. 7–18.
15. Bludov Y.V., Ferreira A., Peres N.M., Vasilevskiy M.I. A primer on plasmon-polaritons in graphene // Int. J. Modern Phys. 2013. Vol. 27. No. 10. P. 1341001–74.
16. Electric field effect in atomically thin carbon film / K.S. Novoselov, A.K. Geim, S.V. Morozov et al. // Science. 2004. Vol. 306. No. 5694. P. 666–669.