ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ТЕРАГЕРЦОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ С 3D-РЕШЕТКАМИ ОРИЕНТИРОВАННЫХ
УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК, ЗАПОЛНЕННЫХ МАГНИТНЫМИ НАНОЧАСТИЦАМИ 

Макеева Галина Степановна, доктор физико-математических наук, профессор, кафедра радиотехники и радиоэлектронных систем, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), radiotech@pnzgu.ru
Голованов Олег Александрович, доктор физико-математических наук, профессор, кафедра общепрофессиональных дисциплин, Пензенский филиал Военной академии материально-технического обеспечения (Россия, г. Пенза-5), golovanovol@mail.ru
Николенко Антон Станиславович, соискатель, заместитель командира батареи, Пензенский филиал Военной академии материально-технического обеспечения (Россия, г. Пенза-5), nikolants@mail.ru 

537.874.6 

Актуальность и цели. Магнитные нанокомпозиты на основе 3D-решеток углеродных нанотрубок (УНТ), заполненных магнитными наночастицами, представляют значительный интерес для создания перспективных материалов с интересными и потенциально полезными свойствами для применения в магнитно-управляемых устройствах в терагерцовом диапазоне частот. Целью данной работы является теоретическое исследование взаимодействия терагерцового излучения с анизотропными наноструктурными материалами на основе 3D-решеток УНТ, заполненных магнитными наночастицами. Математическое моделирование базируется на решении системы уравнений Максвелла совместно с уравнением Ландау – Лифшица.
Материалы и методы. Разработана математическая модель распространения и взаимодействия терагерцового излучения с анизотропными наноструктурными материалами на основе периодических 3D-решеток ориентированных УНТ с магнитными наночастицами, базирующаяся на решении характеристического уравнения для определения постоянных распространения волн, с использованием разработанного вычислительного алгоритма расчета матрицы проводимости автономных блоков с каналами Флоке.
Результаты. Получены результаты электродинамического расчета действительной и мнимой частей комплексных коэффициентов распространения продольных (правополяризованной и левополяризованной) и поперечных (обыкновенной и необыкновенной) волн (нулевой пространственной гармоники), распространяющихся в периодической 3D-решетке ориентированных УНТ с магнитными Co80Ni20 наночастицами, в зависимости от величины и ориентации постоянного магнитного поля на частоте f = 1 ТГц.
Выводы. Полученные результаты показывают, что эффективная магнитная проницаемость магнитных нанокомпозитов на основе 3D-решеток УНТ, заполненных магнитными наночастицами, может быть моделирована и предсказана с учетом реальной структуры (геометрии 3D-решеток УНТ с магнитными наночастицами, распределения интеркалированных магнитных наночастиц). Это открывает перспективу к новому развитию САПР анизотропных наноструктурных материалов в терагерцовом диапазоне частот. 

периодическая 3D-решетка, магнитные наночастицы, углеродные нанотрубки, терагерцовый диапазон частот, автономные блоки, каналы Флоке. 

1. Huang, Y. Performance Prediction of Carbon Nanotube Bundle Dipole Antennas / Y. Huang, W-Y. Yin, Q. H. Liu // IEEE Transactions On Nanotechnology. – 2008. – Vol. 7, № 3. – P. 331–337.
2. Sarto, M. S. New Electron-Waveguide-Based Modeling for Carbon Nanotube Interconnects / M. S. Sarto, A. Tamburrano, M. D’Amore // IEEE Transactions On Nanotechnology. – 2009. – Vol. 8, № 2. – P. 214–225.
3. Liu, Z. Fabrication and Electrical Characterization of Densified Carbon Nanotube Micropillars for IC Interconnection / Z. Liu, L. Ci, S. Kar, P. M. Ajayan, J.-Q. Lu // IEEE Transactions On Nanotechnology. – 2009. – Vol. 8, № 2. – P. 196–203.
4. Ngo, Q. Structural and Electrical Characterization of Carbon Nanofibers for Interconnect Via Applications / Q. Ngo, T. Yamada, M. Suzuki, Y. Ominami, A. M. Cassell, J. Li, M. Meyyappan, C. Y. Yang // IEEE Transactions On Nanotechnology. – 2009. – Vol. 6, № 6. – P. 688–695.
5. Akinwande, D. Carbon Nanotube Quantum Capacitance for Nonlinear Terahertz Circuits / D. Akinwande, Y. Nishi, H.-S. P. Wong // IEEE Transactions On Nanotechnology. – 2009. – Vol. 8, № 1. – P. 31–36.
6. Lin, A. Threshold Voltage and On-Off Ratio Tuning for Multiple-Tube Carbon Nanotube FETs / A. Lin, N. Patil, K. Ryu, A. Badmaev, L. G. Acro, C. Zhou, S. Mitra, H.-S. P. Wong // IEEE Transactions On Nanotechnology. – 2009. – Vol. 8, № 1. – P. 4–9.
7. Patil, N. Circuit-Level Performance Benchmarking and Scalability Analysis of Carbon Nanotube TransistorsCircuits / N. Patil, J. Deng, S. Mitra, H-S. P. Wong // IEEE Transactions On Nanotechnology. – 2009. – Vol. 8, № 1. – P. 37–45.
8. Zhang, M. Novel Local Silicon-Gate Nanotube Transistors Combining Silicon-on-Insulater Technology for Integration / M. Zhang, P. C. H. Chan, Y. Chai, Z. K. Tang // IEEE Transactions On Nanotechnology. – 2009. – Vol. 8, № 2. – P. 260–268.
9. Гуревич, А. Г. Магнитные колебания и волны / А. Г. Гуревич, Г. А. Мелков. – М. : Наука, 1994. – 407 с.
10. Голованов, О. А. Автономные блоки с виртуальными каналами Флоке и их применение для решения прикладных задач электродинамики / О. А. Голованов // Радиотехника и электроника. – 2006. – Т. 51, № 12. – С. 1423–1430.
11. Бахвалов, Н. С. Численные методы / Н. С. Бахвалов. – М. : Наука, 1975. – 632 с.
12. Никольский, В. В. Проекционные методы в электродинамике. Сборник научно-методических статей по прикладной электродинамике / В. В. Никольский. – М. : Высшая школа, 1977. – С. 4–23.
13. Голованов, О. А. Метод автономных блоков с магнитными нановключениями и каналами Флоке для математического моделирования магнитных наноструктур с учетом обмена и граничных условий / О. А. Голованов, Г. С. Макеева // Радиотехника и электроника. – 2009. – Т. 54, № 11. – С. 1421–1428.