Nonperturbative model of harmonic generation in undoped graphene in the terahertz regime
Notice bibliographique
Résumé
We present a formalism to calculate the nonlinear terahertz response of monolayer graphene using a two-band tight-binding model of graphene. We develop the dynamic equations for the electron density matrix in the length gauge to calculate the interband and intraband carrier dynamics at terahertz frequencies. Using the calculated nonlinear interband and intraband current densities, we obtain the nonlinear transmitted and reflected terahertz fields. We find that when the conditions are such that the interband and intraband current densities are comparable, strong generation of odd harmonics is observed. We examine the response of undoped graphene as a function of a wide variety of system parameters, including operating temperature, Fermi velocity, pulse duration, and terahertz central frequency. We find that the response is generally most sensitive to the operating temperature and the terahertz central frequency. In particular, changing the ambient temperature from 10 to 100 K reduces the third harmonic field by a factor of 20, while increasing the terahertz central frequency from 0.5 to 5 THz results in an increase in the ratio of the generated third harmonic field to the fundamental of the reflected field from 19% to 49%. The very strong dependence on the temperature and central frequency is found to be due to the strong dependence of the nonlinear generation on the strength of the interplay between the intraband and interband dynamics. Our work demonstrates that, under the right conditions of low temperature and moderate THz field central frequency, third harmonic generation should be experimentally observable in undoped monolayer graphene at moderate THz field amplitudes of only 1 kV cm −1 .
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».