Физика

Взаимодействие терагерцового излучения с 3D-решетками ориентированных углеродных нанотрубок, заполненных магнитными наночастицами

Г. С. Макеева^a, О. А. Голованов^b, А. С. Николенко<sup>b

a</sup> Пензенский государственный университет, Пенза
^b Пензенский филиал Военной академии материально-технического обеспечения, Пенза

Аннотация: 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 магнитноуправляемых 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 Co$_{80}$Ni$_{20}$ 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.

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

УДК: 537.874.6