Взаимодействие лазерного излучения с графеном и наноструктурами на его основе: оптические и фотоэлектрические эффекты тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.21, кандидат физико-математических наук Образцов, Петр Александрович

• Образцов, Петр Александрович
• кандидат физико-математических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Образцов, Петр Александрович

Введение.

Глава 1. Электронные и оптические свойства графена и наноструктур на его основе (Литературный обзор).

§1. От графита к графену: история и методы получения графена.б

§2. Графен.

§3. Графит и углеродные нанотрубки.

§4. Оптические свойства графена и наноструктур на его основе.

§5. Применения графена и нанотрубок в лазерах.

Глава 2. Экспериментальные методы и материалы.

§1. Материалы.

§2. Методы и оборудование.

Глава 3. Фотоэлектрические эффекты в графене и других наноструктурах на его основе.S

§ 1. Экспериментальное изучение фотоэлектрического отклика наноуглеродных волокон.

§2. Экспериментальное изучение фотоэлектрического отклика нанографитных пленок.

§3. Генерация терагерцового излучения в графене.

Глава 4. Применение эффекта насыщающегося поглощения углеродных нанотрубок в лазерах ультракоротких импульсов.

§1. «Pump-probe» спектроскопия полимерных пленок, содержащих одностенные углеродные нанотрубки.

§2. Реализация пассивной синхронизации мод в твердотельных лазерах с помощью насыщающихся поглотителей на основе нанотрубок.

Глава 5. Исследование нелинейно-оптических свойств графена методом pump-probe» спектроскопии в широком спектральном диапазоне.

§1. Динамика фотовозбужденных носителей в графене.

§2. Результаты «pump-probe» экспериментов.

§3. Интерпретация результатов «pump-probe» измерений.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Взаимодействие лазерного излучения с графеном и наноструктурами на его основе: оптические и фотоэлектрические эффекты»

Углеродные материалы находят широкое применение в различных областях, что стимулирует постоянный интерес к их исследованию. Помимо практических применений углеродные материалы представляют интерес и с точки зрения фундаментальной науки. В частности, графит на протяжении долгого времени служил наглядной моделью для изучения физики твердого тела и стал одним из первых материалов, к которому была применена квантовая теория твердого тела.

Открытие новых наноструктурированых форм углерода в виде фуллеренов в 1985 году и углеродных нанотрубок в 1991 году значительно повлияло на развитие физики наноматериалов и вызвало рост интереса к исследованию физических и химических свойств наноструктур. Всесторонние исследования углеродных наноматериалов в течение последних десятилетий позволили не только выявить их уникальные свойства, но и научиться управлять ими. Так, например, оптические свойства и тип проводимости нанотрубок определяются их геометрическими характеристиками.

Практическая демонстрация возможности отделения и стабильного существования графена, продемонстрированная в 2004 году, стала настоящим прорывом в исследовании углеродных материалов. Графен, представляя собой монослой атомов углерода, объединенных в гексагональную решетку, является структурной основой графита, нанотрубок и других форм наноуглерода с доминирующей Бр2 гибридизацией электронных орбиталей. Кроме этого, отделение графена открыло перспективу экспериментального исследования физических свойств двумерных структур, прежде доступных только для теоретического моделирования.

Двумерность графена проявляется в его уникальных оптических и электронных свойствах. Носители заряда в графене обладают очень высокой подвижностью, а их движение описывается двумерным уравнением Дирака, а не уравнением Шредингера, как в объемных полупроводниках. Нулевая запрещенная зона и линейный закон дисперсии энергии электронов в зависимости от волнового вектора обеспечивают плоский в широком диапазоне (от ультрафиолета (УФ) до инфракрасной (ИК) области) спектр оптического поглощения графена. При этом коэффициент поглощения монослоя графена определяется исключительно постоянной тонкой структуры и не зависит от материальных параметров. Такие электронно-оптические свойства открывают перспективу применения графена и наноструктур на его основе в оптоэлектронике, высокочастотной наноэлектронике и лазерной технике. В частности, одним из перспективных направлений является использование графена и нанотрубок в качестве пассивных затворов (насыщающихся поглотителей) для создания лазеров ультрокоротких импульсов.

Несмотря на интенсивные исследования оптических свойств графена и других материалов на его основе, многие вопросы до сих пор остаются открытыми. К числу таких не до конца выясненных проблем относятся механизмы взаимодействия материалов на основе графена с лазерным излучением. Указанные обстоятельства, а также широкий круг перспективных применений, делают актуальными исследования взаимодействия лазерного излучения с материалами на основе графена.

Целью диссертационной работы являлось экспериментальное исследование нелинейно-оптических процессов, происходящих при взаимодействии лазерного излучения с графеном и другими наноуглеродными материалами на его основе.

Для достижения сформулированной цели решались следующие задачи:

1. Исследовались фотоэлектрические эффекты, возникающие в графене и наноструктурах на его основе при их взаимодействии с наносекундными лазерными импульсами.

2. Изучались фотоэлектрические эффекты и генерация терагерцового (ТГц) излучения в графене и тонких графитных пленках при их взаимодействии с фемтосекундными лазерными импульсами.

3. Методом спектроскопии «возбуждения-зондирования» («pump-probe») с фемтосекундным временным разрешением исследовались нелинейно-оптические свойства полимерных пленок, содержащих одностенные углеродные нанотрубки.

4. Изучалась возможность реализации режима синхронизации мод в различных видах твердотельных лазеров с помощью полимерных пленок с внедренными в них одностенными углеродными нанотрубками.

5. Методом «pump-probe» спектроскопии исследовались нелинейно-оптические свойства графена в широком диапазоне длин волн накачки (1150-1700 нм) и зондирования (900-1700 нм). Определялись спектральные особенности и временная динамика фотовозбужденного состояния.

Заключение диссертации по теме «Лазерная физика», Образцов, Петр Александрович

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. В наноструктурах на основе графена (нанографит, углеродные волокна из нанотрубок) исследован нелинейно-оптический эффект возникновения направленного движения электронов в образце под воздействием импульсного лазерного излучения наносекундной длительности.

2. В многослойном графене и нанографите исследован нелинейнооптический эффект возникновения электромагнитного поля,

10 осциллирующего с терагерцовой (10 Гц) частотой под воздействием фемтосекундного импульсного лазерного излучения.

3. Методом фемтосекундной «pump-probe» спектроскопии измерены временные и нелинейно-оптические характеристики полимерных пленок, содержащих одностенные углеродные нанотрубки.

4. В твердотельных лазерах с неодим-содержащими активными средами, работающих на длинах волн 1320 нм и 1340 нм (Nd:Y0,9Gdo,iy04, Nd:GdV04 и Nd: YAG) с помощью пленочных нелинейных элементов на основе углеродных нанотрубок осуществлен режим пассивной синхронизации мод.

5. Методом фемтосекундной «pump-probe» спектроскопии в широком спектральном диапазоне измерены временные и нелинейно-оптические характеристики образцов графена различной толщины. Определены спектральные особенности и временная динамика фотовозбужденного состояния. Показано, что величина индуцированного изменения поглощения пропорциональна числу графеновых слоев, а временная динамика не зависит от числа слоев.

В заключение я хочу выразить глубокую благодарность своему научному руководителю Сергею Владимировичу Гарнову за выбор интересной и современной тематики исследований, помощь, чуткое руководство и, в то же время, предоставленную свободу в работе. Я очень признателен Юрию Петровичу Свирко за возможность проведения фемтосекундных «ритр-ргоЪе» измерений, а также за постоянный интерес к проводимым исследованиям и обсуждение их результатов.

Хочу отдельно поблагодарить Анатолия Андреевича Сироткина за обучение работе с лазерами, многочисленные ценные советы и постоянный интерес к проводимым исследованиям; Геннадия Михайловича Михеева - за совместные эксперименты по регистрации фотоэлектрического отклика в нанографите и обсуждение полученных результатов.

Я очень признателен Владимиру Букину и Сергею Солохину за помощь в экспериментах по реализации режима синхронизации мод с помощью углеродных нанотрубок, ценные советы и поддержку; Анастасии Тюрниной, Максиму Рыбину, Александру Чернову, Ринату Исмагилову и Алексею Золотухину - за подготовку образцов графена, нанографита и углеродных нанотрубок; Михаилу Петрову - за полезные обсуждения результатов «ритр-ргоЬе» экспериментов, а также Кувата-Макото Гоноками и Натсуки Канда - за предоставленную возможность и помощь в проведении экспериментов по генерации терагерцового излучения.

Я благодарен Елене Дмитриевне и Александру Николаевичу Образцовым за предоставленные образцы материалов на основе графена, а также за неоценимую помощь и поддержку в жизни и работе.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Образцов, Петр Александрович, 2011 год

1. P.R. Wallace "The Band Theory of Graphite", Phys. Rev. 71, 622-634 (1947).

2. K.S.Novoselov, A.K.Geim, S.V.Morozov, D.Jiang, Y.Zhang, S.V.Dubonos, I. V.Grigorieva, A.A.Firsov, "Electric field effect in atomically thin carbon films", Science 306, 666-669 (2004).

3. K.S. Kim, Y. Zhao, H. Jang, S.Y. Lee, J.M. Kim, K.S. Kim, J.H. Ahn, P. Kim, J.Y. Choi, B.H. Hong "Large-scale Pattern Growth of Graphene Films for Stretchable Transparent Electrodes", Nature 457, 706-710 (2009).

4. A. Reina, X. Jia, J. Ho, D. Nezich, H. Son, V. Bulovic, M.S. Dresselhaus, J. Kong "Large Area, Few-Layer Graphene Films on Arbitrary Substrates by Chemical Vapor Deposition", Nano Lett. 9, 30-35 (2009).

5. C. Berger, Z. Song, X. Li, X. Wu, N. Brown, C. Naud, D. Mayou, T. Li, J. Hass, A.N. Marchenkov, E.H. Conrad, P.N. First, W.A. de Heer "Electronic Confinement and Coherence in Patterned Epitaxial Graphene", Science 312, 1 Will 96 (2006).

6. T.J. Booth, P. Blake, R.R. Nair, D. Jiang, E.W. Hill, U. Bangert, A. Bleloch, M. Gass, K.S. Novoselov, M.I. Katsnelson, A.K. Geim "Macroscopic Graphene Membranes and Their Extraordinary Stiffness", Nano Lett. 8, 2442-2446 (2008).

7. G.W. Semenoff, "Condensed-Matter Simulation of a Three-Dimensional Anomaly", Phys. Rev. Lett. 53, 2449-2452 (1984).

8. H.W. Kroto, J.R. Heath, S.C. O'Brien, R.F. Curl, R.E. Smalley "C60: Buckminsterfullerene", Nature 318, 162-163 (1985).

9. S. Iijima, T. Ichinashi "Single-shell carbon nanotubes of 1-nm diameter", Nature 363,603-605 (1993).

10. R.Saito, G.Dresselhaus, M.S.Dresselhaus, "Physical Properties of Carbon Nanotubes", Imperial College Press, London, 272 (1998).

11. M. S. Dresselhaus; G. Dresselhaus "Intercalation compounds of graphite", Advances in Physics, 51 1-186 (2002).

12. B. Partoens, F.M. Peeters "From Graphene to Graphite: Electronic Structure Around the K Point", Phys. Rev. B 74, 075404-075415 (2006).

13. A.V. Osadchy, E.D. Obraztsova "Modeling of Variation of Electronic Structure of Graphite Clusters Induced by Variation of Graphene Layer Number", J. of Nano. and Optoelectron. 4, 236-238 (2009).

14. R. Saito, G. Dresselhaus, M.S. Dresselhaus "Triogonal Warping Effect of Carbon Nanotubes", Phys. Rev. B 61, 2981-2990 (2000).

15. H. Kataura, Y. Kumazawa, Y. Maniwa, I. Umezu "Optical Properties of Single-Wall Carbon Nanotubes", Synthetic Metals 103, 2555-2558 (1999).

16. A.B. Kuzmenko, E. van Heumen, F. Carbone, D. van der Marel "Universal Optical Conductance of Graphite", Phys.Rev.Lett. 100, 117401-117405 (2008).

17. R.R. Nair, P. Blake, A.N. Grigorenko, K.S. Novoselov, T.J. Booth, T.Stauber, N.M.R. Peres, A.K. Geim "Fine Structure Constant Defines Visual Transparency of Graphene", Science 320, 1308 (2008).

18. S.M. Bachilo, M.S. Strano, C. Kittrell, R.H. Hauge, R.E. Smalley, R.B. Weisman "Structure-Assigned Optical Spectra of Single-Walled Carbon Nanotubes", Science 298, 2361-2366 (2002).

19. M.S. Strano "Probing Chiral Selective Reactions Using a Revised Kataura Plot for Interpretation of Single-Walled Carbon Nanolube Spectroscopy", J. Am. Chem. Soc. 125, 16148-16153 (2003).

20. V. A. Margulis, T. A. Sizikova, "Theoretical study of third-order nonlinear optical response of semiconductor carbon nanotubes", Physica B 245, 173-189 (1998).

21. S.A. Mikhailov "Non-linear Electromagnetic Response of Graphene", Europhys. Lett. 79, 27002 (2007).

22. J.J. Dean, H.M. van Driel "Second Harmonic Generation from Graphene and Graphitic Films", Appl.Phys.Lett 95, 261910-261913 (2009).

23. J.J. Dean, H.M. van Driel "Graphene and few-layer graphite probed by second-harmonic generation: Theory and experiment", Phys. Rev. В 82, 125411-125421 (2010).

24. M.M. Glazov "Second Harmonic Generation in graphene", arXiv:1101.2842vl (2011).

25. G.M. Mikheev, R.G. Zonov, A.N. Obraztsov,Yu.P. Svirko "Giant optical rectification effect in nanocarbon films", Appl.Phys.Lett. 84, 4854-4857 (2004).

26. Г.М. Михеев, P.Г. Зонов, A.H. Образцов, Ю.П. Свирко "Наблюдение эффекта оптического выпрямления в наноуглеродных пленках", Письма в ЖТФ 30, 88-94 (2004).

27. Г.М. Михеев, Р.Г. Зонов, А.Н. Образцов, Ю.П. Свирко "Оптическое выпрямление в углеродных нанопленках", ЖЭТФ 126, 1083-1088 (2004).

28. M.V. Entin, L.I. Magarill, D.L. Shepelyansky "Theory of Resonant Photon Drag in Monolayer Graphene", Phys. Rev.B 81, 165441-165446 (2010).

29. J. Karch, P. Olbrich, M. Schmalzbauer, C. Brinsteiner, U. Wurstbauer, M.M. Glazov, S.A. Tarasenko, E.L. Ivchenko, D. Weiss, J. Eroms, S.D. Ganichev "Photon helicity driven electric currents in graphene", arXiv: 1002.1047vl (2010).

30. G, Xing, H. Guo, X. Zhang, T.C. Sum, C.H.A. Huan "The Physcis of Ultrafast Saturable Absorption in Graphene", Opt. Express 18, 4564-4573 (2010).

31. E. Hendry, P.J. Hale, J.Morger, A.V. Savchenko, S.A. Mikhailov "Coherent Nonlinear Optical Response of Graphene", Phys. Rev. Lett. 105, 097401-097405 (2010).

32. J. J. Dean and H. M. van Driel, "Second Harmonic Generation from Exfoliated Graphitic Films," in Quantum Electronics and Laser Science Conference, OSA Technical Digest (CD), QTuA7.

33. Y. R. Shen "Principles of Nonlinear Optics", Wiley-Interscience, New York, (1984).

34. S. Luryi "Photon-Drag Effect in Intersubband Absorption by a Two-Dimensional Electron Gas", Phys.Rev.B 58, 2263-2266 (1987).

35. T. Holstein "Theory of Transport Phenomena in an Electron-Phonon Gas", Ann. Phys. 29, 410-535, (1964).

36. J.E. Goff, W.L. Schaich "Theory of Photon-Drag Effect in Simple Metals", Phys.Rev.B 61, 10471-10477 (2000).

37. V.L. Gurevich, R. Laiho "Photomagnetism of Metals. First Observation of Dependence of Polarization of Light", Phys. Sol.State 42, 1807-1812 (2000).

38. В.Л. Альперович, В.И. Белиничер, Б.Н. Новиков, A.C. Терехов "Поверхностный фотогальванический эффект в арсениде галлия", Письма в ЖЭТФ, 581-584 (1980).

39. G. Ramakrishnan, R. Chakkittakandy, Р.С.М. Planken "Terahertz Generation From Graphite", Opt. Express 17, 16092-16099 (2009).

40. M. Bass, P.A. Franken, J.F. Ward, G. Weinreich "Optical Rectification", Phys. Rev. Lett. 9, 446-448 (1962).

41. E. Garmie "Resonant Optical Nonlinearities in Semiconductors", IEEE J. Sei. Top Quantum Electron. 6, 1094-1110 (2000).

42. W.D. Tan, C.Y. Su, R.J. Knize, G.Q. Xie, L.J. Li, D.Y. Tang " Mode Locking of Ceramic Nd:Yttrium Aluminum Garnet With Graphene as a Saturable Absorber", Appl. Phys. Lett. 96, 031106-031110 (2010).

43. K. Siebert, G.C. Cho, W. Ktttt, H. Kurz, D.H. Reitze, J.I. Dadap, H. Ahn, M.C. Downer, A.M. Malvezzi "Femtosecond Carrier Dynamics in Graphite", Phys. Rev. B 42, 2842-2851 (1990).

44. S. Yamaguchi, H.O. Hamaguchi "Convenient Method of Measuring the Chirp Structure of Femtosecond White-Light Continuum Pulses", Appl. Sectroscopy 49, 1513-1515 (1995).

45. L. Huang, H.N. Pedrosa, T.D. Krauss "Ultrafast Ground-State Recovery of Single-Walled Carbon Nanotubes", Phys. Rev. Lett. 93, 017403-017407 (2004).

46. J.S. Lauret, C. Voisin, G. Gassobois, C. Delanade, Ph. Roussignol, O. Jost, L. Capes " Ultrafast Carrier Dynamics in Single-Wall Carbon Nanotubes", Phys. Rev. Lett. 90, 057404-057408 (2003).

47. O.J. Korovyanko, C.X. Sheng, Z.V. Vardeny, A.B. Dalton, R.H. Baughman "Ultrafast Spectroscopy of Excitons in Single-Walled Carbon Nanotubes", Phys. Rev. Lett 92, 017403-017407 (2004).

48. G.N. Ostojic, S. Zaric, J. Kono "Interband Recombination Dynamics in Resonantly Excited Single-Walled Carbon Nanotubes", Phys. Rev. Lett. 92, 117402-117406 (2004).

49. R.M. Russo, E.J. Mele, C.L. Kane, I. V. Rubtsov, M. J. Therien, D. E. Luzzi "One-dimensional diffusion-limited relaxation of photoexcitations in suspensions of single-walled carbon nanotubes ", Phys. Rev. B 74, 041405-041409 (2006).

50. L. Huang, T.D. Krauss, "Quantized Bimolecular Auger Recombination of Excitons in Single-Walled Carbon Nanotubes", Phys. Rev. Lett. 96, 057407057411 (2006).

51. Z. Zhu, J. Crochet, M.S. Arnold, M.C. Hersam, H. Ulbricht, D. Resaco, T. Hertel "Pump-probe Spectroscopy of Exciton Dynamics in (6,5) Carbon Nanotubes", J. Phys. Chem. C 111, 3831-3835 (2007).

52. A. Gambetta, G. Galzerano, A. G. Rozhin, A. C. Ferrari, R. Ramponi, P. Laporta, M. Marangoni "Sub-100 fs pump-probe spectroscopy of Single Wall Carbon Nanotubes with a 100 MHz Er-fiber laser system", Opt. Express 16,1172711734 (2008).

53. N. Kumaraju, S. Kumar, B. Karthikeyan, A. Moravsky, R. Loutfy, and A. Sood "Ultrafast electron dynamics and cubic optical nonlinearity of freestanding thin film of double-walled carbon nanotubes", Appl. Phys. Lett. 93, 091903-091906 (2008).

54. C. Manzoni, A. Gambetta, E. Menna, M. Meneghetti, G. Lanzani, G. Cerullo "Intersubband Exciton Relaxation Dynamics in Single-Walled Carbon Nanotubes", Phys. Rev. Lett. 94, 207401-207405 (2005).

55. E.A. Obraztsova, L. Luer, E.D. Obraztsova, A.I. Chernov, D. Brida, D. Polli, G. Lanzani "Effect of environment on ultrafast photoexcitation kinetics in singlewall carbon nanotubes", Phys. Stat. Sol. B 247, 2831-2834 (2010).

56. S.Y. Set, H. Yaguchi, Y. Tanaka, M. Jablonski "Laser Mode Locking Using a Saturable Absorber Incorporating Carbon Nanotubes", J. Lightwave Tech. 22, 5156 (2004).

57. B.Q. Bao, H.Zhang, Y. Wang, Z. Ni, Y. Yan, Z.X. Shen, K.P. Loh, D.Y. Tang "Atomic Layer Graphene as Saturable Absorber for Ultrafast Pulsed Lasers", Adv. Func. Mat 19, 3077-3083 (2009).

58. H. Zhang, D.Y. Tang, L.M. Zhao, Q.L. Bao, K.P. Loh, "Large Energy Mode Locking of an Erbium-Doped Fiber laser With Atomic Layer Graphene", Opt. Expr. 20, 17630-17635 (2009).

59. S. Butscher, F. Milde, m. Hirtschultz, E. Malic, A. Knorr "Hot Electron Relaxation and Phonon Dynamics in Graphene", Appl. Phys. Lett. 91, 203103203106 (2007).

60. J.M. Dawlaty, S. Shivaraman, M. Chandrashekhar,F. Rana, G. Spencer, G. "Measurement of Ultrafast Carrier Dynamics in Epitaxial Graphene", Appl. Phys. Lett. 92, 042116-042119 (2008).

61. D.Sun, Z.K. Wu, C. Divin, X. Li, C. Berger, W. de Heer, P.N. First, T.B. Norris "Ultrafast Relaxation of Excited Dirac Fermions in Epitaxial Graphene Using Optical Differential Transmission Spectroscopy", Phys. Rev. Lett. 101, 157402-157406 (2008).

62. M. Breusing, C. Ropers, T. Elsaesser "Ultrafast Carrier Dynamics in Graphite", Phys. Rev. Lett. 102, 086809-086815 (2009).

63. R.W. Newson, J. Dean, B. Schmidt, H.M. van Driel "Ultrafast Carrier Kinetics in Exfoliated Graphene and Thin Graphite Films", Opt. Express 17, 2326-2333 (2009).

64. P.A. Strait, J. Dawlaty, S. Shivaraman, M. Chandrashekhar, F.Rana, M.G. Spencer "Ultrafast Optical-Pump Terahertz-Probe Spectroscopy of the Carrier

65. Relaxation Recombination Dynamics in Epitaxial Graphene', Nano Lett. 8, 42484251 (2008).

66. Z. Sun, T. Hasan, F. Torrisi, D. Popa, G. Privitera, F. Wang, F.Bonaccorso, D.M. Basko, A.C. Ferrari, A. C. "Graphene Mode-Locked Ultrafast laser", ACS Nano 4, 803-810, (2010).

67. W.T. Liu, S.U. Wu, P.J.Schuck, M. Salmeron, Y.R. Shen, F. Wang "Nonlinear Broadband Photoluminescence of Graphene Induced by Femtosecond Laser Irradiation", Phys. Rev. B 82, 081408-081412 (2010).

68. R.J. Stohr, R. Kolesov, J. Pflaum, J. Wrachtrup "Fluorescence of laser-created electron-hole plasma in graphene", Phys. Rev. B 82, 121408-121412 (2010).

69. C.H. Lui, K.F. Mak, J. Shan, T.F. Heinz "Ultrafast Photoluminescence from Graphene", Phys. Rev. Lett. 105, 127404-127408, (2010).

70. P. Plochocka, P.Kossacki, A. Golnik, T. Kazimierczuk, C. Berger, W.A. de Heer, M. Potemski, M. "Slowing Hot-Carrier Relaxation in Graphene Using a Magnetic Field", Phys. Rev. B 80, 245415-245429 (2009).

71. U. Keller "Recent developments in compact ultrafast lasers", Nature 424 831838 (2003).

72. F. Bonaccorso, Z. Sun, T. Hasan, A. C. Ferrari " Graphene Photonics and Optoelectronics", Nature Photonics 4, 611-622 (2010).

73. T. Hasan, Z. Sun, F. Wang, F. Bonacrosso, P. H. Tan, A.G. Rozhin, A.C. Ferrari "Nanotube-Polymer Composites for Ultrafast Photonics", Adv. Mat. 21, 3874-3899 (2009).

74. Н. Zhang, D. Tang, R.J. Knize, L. Zhao, Q. Bao, K.P. Loh "Graphene Mode Locked, Wavelength-Tunable, Dissipative Soliton Fiber Laser", Appl. Phys. Lett. 96, 111112-111112-3 (2010).

75. C.C. Lee, G. Acosta, S. Bunch, T.R. Schibli "Mode-Locking of an Er:Yb:Glass Laser with Single Layer Graphene", in International Conference on Ultrafast Phenomena, OS A Technical Digest, TuE29 (2010).

76. H.H. Ильичев, Е.Д. Образцова, П.П. Пашинин, В.И. Конов, С.В. Гарнов "Самосинхронизация мод с помощью пассивного затвора на основе одностенных углеродных нанотрубок в лазере на кристалле LIF : Fi", Квант. Электрон. 34, 785-786 (2004).

77. M.A. Solodyankin, E.D. Obraztsova, A.S. Lobach, A.I. Chernov, A.V. Tausenev, V.I. Konov, E.M. Dianov "Mode-locked 1.93 ^m thulium fiber laser with a carbon nanotube absorber", Opt. Lett. 33, 1336-1338 (2008).

78. M.C. Travers, J. Morgenweg, E.D. Obraztsova, A.I. Chernov, E.J.R. Kelleher, S.V. Popov "Using the E22 Transition of Carbon Nanotubes for Fiber Laser Mode-Locking", Las. Phys.Lett. 8, 144-149 (2011).

79. P. Nikolaev, M.J. Bronkiowski, R.K. Bradley, F. Rohmund, D.T. Colbert, K.A. Smith, R.E. Smalley " Gas-phase Catalytic Growth of Single-Walled Carbon Nanotubes From Carbon Monoxide", Chem. Phys. Lett. 313, 91-95 (1999).

80. M.J. Bronkiowski, P.A. Willis, D.T. Colbert, K.A. Smith, R.E. Smalley "Gasphase Production of Carbon Single-Walled Nanotubes From Carbon Monoxide via the HiPco process: A Parametric Study", J. Vac. Sci. Technol A 19, 1800-1805 (2001).

81. A. I. Chernov, E. D. Obraztsova, A. S. Lobach "Optical properties of polymer films with embedded single-wall carbon nanotubes", Phys. Stat. Sol. B 244, 42314235 (2007).

82. M. Zhang, K. R. Atkinson, R. H. Baughman "Multifunctional Carbon Nanotube Yarns by Downsizing an Ancient Technology", Science 306, 1358 (2004).

83. M.G. Rybin, A.S. Pozharov, E.D. Obraztsova "Control of Number of Graphene Layers Grown by Chemical Vapor Deposition", Phys. Stat. Sol. С 7, 2785-2788 (2010).

84. A.V. Tyurnina, R.R. Ismagilov, A.V. Chuvilin, A. N. Obraztsov "Topology Peculiarities of Graphite Films of Nanometer Thickness", Phys. Status Solidi В 247, 3010-3013 (2010).

85. A.N. Obraztsov, E.A. Obraztsova, A.V. Tyurnina, A.A. Zolotukhin "Chemical vapor deposition of thin graphite films of nanometer thickness Carbon 45, 2017-2021(2007).

86. A.N. Obraztsov, I.Yu. Pavlovsky, A.P. Volkov, A.S. Petrov, V.I. Petrov, E.V. Rakova, V.V. Roddatis "Electron Field Emission and Structural Properties of Carbon Chemically Vapor-Deposited Films", Diamond and Rel. Materials 8, 814819 (1999).

87. A. Rice, Y. Jin, X. F. Ma, X.-C. Zhang, D. Bliss, J. Larkin, M. Alexander "Terahertz Optical Rectification From <110 Zinc-Blende Crystals", Appl. Phys. Lett. 64, 1324-1327 (1994).

88. K.R. Wilson, V.V. Yakovlev "Ultrafast Rainbow: Tunable Ultrashort Pulses From a Solid-State Kilohertz Systen", J. Opt. Soc. Am. В 14, 444-448 (1997).

89. А.И. Загуменный, В.Г. Остроумов, И.А. Щербаков, Т. Йесен, Д.П. Мейн, Г. Хубер "Кристаллы GdV04 : Nd новый материал для лазеров с диодной накачкой", Квант. Электрон. 19, 1149-1150, (1992).

90. C. Berger, Y. Yi, Z. I. Wang, and W. A. de Heer "Multi walled Carbon Nanotubes are Ballistic Conductors at Room Temperature", Appl. Phys. A: Mater. Sci. Process. 74, 363-365 (2002).

91. H. J. Li, W. G. Lu, J. J. Li, X. D. Bai, and C. Z. Gu "Multichannel Ballistic Transport in Multiwall Carbon Nanotubes", Phys. Rev. Lett. 95, 086601- 086605 (2005).

92. J. E. Sipe, A. I. Shkrebtii "Second-order optical response in semiconductors", Phys. Rev. B 61, 5337-5352 (2000).

93. S. Tatsuura, M. Furuki, Y. Sato, I. Iwasa, M. Tian, and H. Mitsu, "Semiconductor Carbon Nanotubes as Ultrafast Switching Materials for Optical Telecommunications", Adv. Mater. 15, 534-537 (2003).

94. R. W. Boyd "Nonlinear Optics", Academic Press, New York, 3rd ed. (2009).

95. V.A. Margulis, T.A. Sizikova "Theoretical study of third-order nonlinear optical response of semiconductor carbon nanotubes", Physica B 245, 173-189 (1998).

96. L.Y. Liu, J.M. Huxley, E.P. Ippen, H. A.Haus "Self-starting additive-pulse mode locking of a Nd: YAG laser", Optics Letters 15, 553-555 (1990).

97. L.Huang, G.V. Hartland, L.Q. Chu, Luxmi, R.M. Feenstra, C. Lian, K. Tahy, H. Xing "Ultrafast Transient Absorption Microscopy Studies of Carrier Dynamics in Epitaxial Graphene", Nano Lett. 10, 1308-1313 (2010).

98. T. Winzer, A. Knorr, E. Malic " Carrier Multiplication in Graphene", Nano Lett. 10, 4839-4843 (2010).

99. F.Rana "Electron-hole generation and recombination rates for Coulomb scattering in graphene", Phys. Rev. B 76, 155431 2007, 76, 155431.

100. AI. Obraztsov A.N., Lyashenko D.A., Fang S., Baughman R.H., Obraztsov P.A.,Garnov S.V., Svirko Y.P. "Photon drag effect in carbon nanotube yarns", Applied Physics Letters, 94, 23 (2009) 231112.

101. А2. Михеев Г.М., Стяпшин B.M., Образцов П.А., Хестанова Е.А., Гарнов C.B. "Зависимость оптоэлектрического выпрямленияв нанографитных пленках от поляризации лазерного излучения", Квантовая Электроника,40, 5 (2010) 425-430.

102. A3. Obraztsov P.A., Mikheev G.M., Garnov S.V., Obraztsov A.N., Svirko Y.P "Polarization-sensitive photoresponse of nanographite", Applied Physics Letters, 98, 9, (2011), 091903.

103. А6. Obraztsov P.A. Sirotkin A.A., Obraztsova E.D.,Svirko Y.P.,Garnov S.V. "Carbon-nanotube-based saturable absorbers for near infrared solid state lasers", Optical Review, 17,3 (2010) 290-293.

104. A7. Obraztsov P.A., Rybin M.G., Tyurnina A.V., Garnov S.V., Obraztsova E.D., Obraztsov A.N., Svirko Y.P "Broadband light-induced absorbance change in multilayer graphene", Nano Letters, 11, (2011) 1540-1545.