非局域表面电导率的碳纳米管电动力学

该研究团队提出了一种适用于具有非局域表面电导率(空间色散)的碳纳米管(CNTs)电动力学的新框架。该非局域电导率模型基于应用于赝自旋狄拉克方程的久保技术构建,由此推导出碳纳米管表面电磁场的有效边界条件。研究获得了无限长碳纳米管本征模式的色散关系并进行分析,结果表明:非局域效应会引发新型本征模式,该模式在局域电导率极限下将消失。在正确构建碳纳米管末端表面电流条件时需充分考虑这些本征模式,其影响会体现在电磁场散射问题中。 基于维纳-霍普夫技术对半无限长碳纳米管表面电流的精确解,研究人员还建立了考虑非局域效应的附加边界条件。通过数值求解表面电流密度积分方程及其近似解析解,采用有限长度碳纳米管模型对电磁场散射模式进行仿真,从而在太赫兹至红外光的宽频范围内实现碳纳米管散射场的解析求解与分析。新获得的研究成果进一步用于确定有限长度碳纳米管所受光学作用力。论文还探讨了该成果在纳米天线设计及其他电子器件中的潜在应用,并指明了若干未来研究方向。
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提交arXiv: 2025-09-18 15:38

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