Вместе со Сколковским институтом науки и технологий мы сняли курс «Фотоника и квантовые материалы», посвященный изучению световых потоков и квантовых технологий. Специально для этого курса мы попросили ученых собрать список литературы для более глубокого понимания темы.

Для начинающих: введение в фотонику

1

Бонч-Бруевич В., Калашников С. Физика полупроводников. М.: Наука, 1977

Это отечественный учебник по физике полупроводников, изучение которого позволит вполне понять практически все материалы, связанные с графеном. Терминология и явления, обсуждаемые в связи с графеном, — это вполне обычные для физики полупроводников вещи, с изучения которых в традиционных полупроводниках стоит начинать знакомство с графеном.

2

Avouris Ph., Freitag M., and Perebeinos V. Carbon-nanotube photonics and optoelectronics. Nature Photonics 2, 2008

Обзорная статья по оптоэлектронике на основе углеродных нанотрубок.

3

Салех Б., Тейх М. Оптика и фотоника. Принципы и применения. М.: Интеллект, 2012

Начиная с элементарных основ оптики, авторы достаточно быстро подводят читателя к самым современным научным достижениям и техническим решениям. Математический аппарат изложен лаконично, но достаточно строго, наглядность обеспечивается большим количеством иллюстраций. Книга содержит обширный список литературы.

Для продвинутых: введение в дисциплину

4

Мандельштам Л. И. Лекции по оптике, теории относительности и квантовой механике. М.: Наука, 1972

Лекционные курсы и семинары, проведенные Леонидом Исааковичем Мандельштамом в Московском государственном университете в период с 1925 по 1944 год, охватили чрезвычайно широкий круг проблем физики: теорию электромагнитного поля, электронную теорию, теорию колебаний, оптику, статистическую физику, специальную теорию относительности и квантовую механику. Лекции дают глубокий анализ понятий, с которыми работает физик, то есть все то, что составляет ядро физического мышления и что часто затрагивается лишь вскользь или вообще игнорируется в обычных учебниках.

5

Novoselov K., Geim A. K., Morozov S. V., Jiang D., Zhang Y., Dubonos S. V., Grigorieva I. V., Firsov A. A. Electric field effect in atomically thin carbon films. Science, 2004

В этой статье впервые описывается метод производства графена в лабораторных условиях, а также его свойства. Несмотря на то что, по словам авторов, материал, описанный в статье, не является однослойным графеном, информация вполне релевантна и позволяет достаточно полноценно составить представление о природе графена. Именно за эту работу впоследствии была дана Нобелевская премия.

6

Castro Neto A. H., Guinea F., Peres N. M. R., Novoselov K. S., and Geim A. K. The electronic properties of grapheme. RevModPhys.81.109 Rev. Mod. Phys. 81, 2009

В этой статье подробно описываются электронные свойства графена, приведен в общих чертах вывод дисперсионной зависимости для носителей заряда и описаны эффекты, связанные с ее уникальным видом.

7

Heitmann D. Quantum Materials, Lateral Semiconductor Nanostructures, Hybrid Systems and Nanocrystals. Springer, 2010

Эта книга посвящена описанию физики процессов, протекающих в увлекательном мире нано. В книге систематически излагаются основы формирования квантовых наноматериалов с помощью современных экспериментальных техник. Подробно описаны отдельные экспериментальные подходы, применяющиеся для исследования физических свойств этих систем, а также изложены теоретические концепции, лежащие в основе этих подходов. Эта книга будет полезна исследователям, инженерам, а также студентам и аспирантам.

8

Shu-Jen Han, Alberto Valdes Garcia, Satoshi Oida, Jenkins K. A. & Wilfried Haensch. Graphene radio frequency receiver integrated circuit. Nature Communications 5, 2014

Авторы этой работы сделали очень быстрый транзистор на основе графена. Несмотря на скромные различия между закрытым и открытым состояниями транзистора, описанное устройство обладает очень хорошими характеристиками по меркам высокочастотных приборов и вполне может быть использовано в высокочастотных схемах, если технологические проблемы, связанные с надежным производством таких транзисторов в рамках традиционной планарной полупроводниковой индустрии, будут решены.

9

Dehm G., Howe J. M., Zweck J. In-situ electron microscopy: applications in physics, chemistry and materials science. John Wiley & Sons, 2012

Настоящая монография содержит материал, охватывающий современные физические методы диагностики структурных, химических и морфологических свойств материалов в реальном времени. Содержание книги сфокусировано на детальном обзоре методов и возможностей современной электронной микроскопии для проведения динамических экспериментов in situ. Книга ориентирована на студентов, исследователей и инженеров, работающих в области физики, химии и материаловедения.

10

Su Y., Kravets V. G., S. Wong L., Waters J., Geim A. K. & Nair R. R. Impermeable barrier films and protective coatings based on reduced graphene oxide. Nature Communications 5, 2014

Одна из статей, где, вопреки распространенным убеждениям о том, что графен — это исключительно полупроводниковый материал для электроники, графен использован в составе композитного материала, где его электронные свойства совершенно не задействованы, — в мембране, не пропускающей газы. Подобных работ много, и необходимо всегда помнить, что графен — это материал с гораздо более широким спектром потенциальных применений, чем одна микроэлектроника.

Для профессионалов: важные книги и статьи

11

Charles P. Poole, Jr., Frank J. Owens. Introduction to Nanotechnology. John Wiley & Sons, 2003

Книга в популярной форме знакомит читателя с достижениями в области нанотехнологий. Детально описаны базовые основы физических и химических принципов, лежащих в основе обсуждаемых эффектов. Продемонстрированы возможности нанотехнологии в таких областях, как электроника, энергетика, биология, медицина и др. Большое внимание уделено перспективам их развития в ближайшее время. Книга предназначена для широкого круга читателей: для студентов, изучающих дисциплины, связанные с применением нанотехнологии, научных работников, специалистов, а также для преподавателей соответствующих специальностей.

12

Trushkov Y. and Perebeinos V. Phonon-limited carrier mobility in monolayer black phosphorus. Phys. Rev. B 95, 2017

Теоретические расчеты электрических свойств черного фосфора — нового двумерного материала, перспективного для приложений в оптоэлектронике.

13

Scharf B., Frank T., Gmitra M., Fabian J., Žutić I., and Perebeinos V. Excitonic Stark effect in MoS2 monolayers. Phys. Rev. B 94, 2016

Теоретические расчеты экситонов во внешнем электрическом поле в дихалькогениде молибдена — нового двумерного материала, перспективного для приложений в оптоэлектронике.