Non-conventional graphene superlattices as electron band-pass filters

Electron transmission through different non-conventional (non-uniform barrier height) gated and gapped graphene superlattices (GSLs) is studied. Linear, Gaussian, Lorentzian and Pöschl-Teller superlattice potential profiles have been assessed. A relativistic description of electrons in graphene as well as the transfer matrix method have been used to obtain the transmission properties. We find that it is not possible to have perfect or nearly perfect pass bands in gated GSLs. Regardless of the potential profile and the number of barriers there are remanent oscillations in the transmission bands. On the contrary, nearly perfect pass bands are obtained for gapped GSLs. The Gaussian profile is the best option when the number of barriers is reduced, and there is practically no difference among the profiles for large number of barriers. We also find that both gated and gapped GSLs can work as omnidirectional band-pass filters. In the case of gated Gaussian GSLs the omnidirectional range goes from −50° to 50° with an energy bandwidth of 55 meV, while for gapped Gaussian GSLs the range goes from −80° to 80° with a bandwidth of 40 meV. Here, it is important that the energy range does not include remanent oscillations. On the light of these results, the hole states inside the barriers of gated GSLs are not beneficial for band-pass filtering. So, the flatness of the pass bands is determined by the superlattice potential profile and the chiral nature of the charge carriers in graphene. Moreover, the width and the number of electron pass bands can be modulated through the superlattice structural parameters. We consider that our findings can be useful to design electron filters based on non-conventional GSLs

Study of the optical properties of dielectric-graphene-dielectric multilayer quasi-periodic structures: Thue-Morse case

Potential applications in optoelectronics had generated a great interest on the study of graphene optical properties. Along with this, graphene has exceptional properties such as high mobility and optical transparency, flexibility, mechanical robustness, etc. Due to these properties, graphene could be used in different devices such as transparent conductors, organic light-emitting diodes, photodetectors, touch screens, saturable absorbers and ultrafast lasers. A transfer-matrix method is used in order to calculate graphene optical properties, such as transmission, and absorption in the infrared region. The quasi-periodic structure consists in intercalated graphene sheets between two consecutives dielectrics. The dielectric materials follow the Thue-Morse sequence (ThMo). The graphene sheets are described by the optical conductivity considering interband and intraband transitions. The structure of the spectra depends strongly on the number of sequence generation, width of the different dielectrics and dielectric permittivity. In our case, the infrared region corresponds to a chemical potential greater than kT. In the calculated spectra, the geometrical properties of the Thue-Morse sequence can be observed. We obtain absorption bands well defined.En este estudio se usó el método de Matriz de Transferencia para calcular las propiedades ópticas de Transformación y Absorción en la región infrarroja. La estructura estudiada consiste en un arreglo cuasi-periódico intercalando láminas de grafeno entre dos dieléctricos consecutivos. Los materiales dieléctricos siguen una secuencia Thue-Morse (ThMo). Las láminas de grafeno son descritas por medio de su conductividad óptica considerando las transiciones interbanda e intrabanda. La estructura de los espectros depende fuertemente del número de generación, espesor de los diferentes dieléctricos y de la permitividad de los dieléctricos. En nuestro caso, en la región infrarroja corresponde a una región donde el potencial químico del grafeno es mucho mayor que kT. En los espectros obtenidos, las propiedades geométricas de la secuencia Thue-Morse puede ser observada. Nosotros obtenemos bandas de absorción bien definidas

Transmittance and Absorption Properties of Graphene Multilayer Quasi-periodic Structure: Period-Doubling case

Graphene is a two dimensional material of special interest due to its unusual electronic, mechanical, chemical, optical among other properties, which suggest a wide range of applications in optoelectronics, computer, ecology, etc. The study of the optical properties of graphene is important due to its potential applications such as ultrafast photonics, optical filters, composite materials, photovoltaics and energy storage device. In this work we study the transmission and absorption properties of a quasi-regular multilayer dielectric-graphene- dielectric system. The multilayer structure is built on the quasi-regular Period-Doubling (PD) sequence. The optical response of graphene takes into account intra-band and inter-band transitions. We use the transfer-matrix method to calculate the transmission and absorption spectra. It is obtained a strong dependence on the number of layers in the system, the width of dielectric media and the optical contrast. Furthermore, we calculate the spectra for both transverse magnetic (TM) and transverse electric (TE) polarization in the infrared region.En este trabajo nosotros estudiamos las propiedades de transmisión y Absorción de un sistema multicapa cuasiregular dieléctrico-grafeno-dieléctrico. La estructura multicapa está construida en base a una secuencia cuasi-regular Period-Doubling (PD). La respuesta óptica de el grafeno toma en cuenta las transiciones intra-banda e inter-banda. Nosotros usamos el método de matriz de transferencia para calcular los espectros de transmisión y absorción. Esto mostró una fuerte dependencia con el número de capas de sistema, el espesor de los medios dieléctricos y el contraste óptico. Además nosotros calculamos los espectros para la polarización transversal Magnética (TM) y transversal eléctrica (TE) en la región de frecuencia del infrarojo

Optical Properties of Dielectric-Graphene Left Hand Material Structure

It is well known the remarkable optical properties of both graphene and left handed materials, for which we study the optical properties of a multilayer system building by graphene- dielectric-left hand material. In this work, we show the transmission, reflection and absorption spectra for a different set of parameters of the left-handed material structure. It is important to highlight that the inclusion of graphene remarkably modifies the transmission and absorption spectra. The optical properties of the graphene-LHM can be modulated via the different parameters of system. We showed that the fill function do not change the line form of the spectra, however, modify their amplitudes. With respect to light polarization, it's possible to observe that the spectra are widen for TM respect to TE polarization.Son bien conocidas las extraordinarias propiedades ópticas tanto del grafeno como de los metamateriales izquierdos (LHM), para los cuales estudiamos sus propiedades ópticas en sistemas multicapas fabricados por grafeno-metamateriales izquierdos. En este trabajo, mostramos los espectros de transmisión, reflexión y absorción para diferentes conjuntos de parámetros de la estructura del metamaterial izquierdo. Es importante resaltar que la inclusión del grafeno modifica considerablemente los espectros de transmisión y absorción. Las propiedades ópticas del sistema grafeno-LHM puede ser moduladas vía los diferentes parámetros del sistema. Mostramos que la función de llenado no camba la forma de línea de los espectros, sin embargo, modifica sus amplitudes. Con respecto a la polarización d ella luz, es posible observar son más anchos para polarización TM que con respecto a luz con polarización TE

Tailoring the transmission and absorption spectra in a graphene-dielectric multilayer system for Lorentzian profile in the chemical potential

In this work, we show how to modulate the transmission, reflection, and absorption spectra of a dielectric-graphene multilayer structure, by tailoring the profile on the chemical potential of the graphene sheets, through a discrete Lorentzian profile for the chemical potential (µg ) as a function of the depth of the proposed structure. Whereas the reflection spectrum is slightly af- fected with the stack of graphenes, but transmission and absorption spectra are modulated in a frequency region where there is no absorption as compared to a single or multilayer system with constant µg . Additionally, we develop and test an analytic expression that predicts the asymptotic behavior for transmission and absorption for different numbers of graphene sheets, dielectric host media, incident angle, and light polarization. Finally, we explain the physical differences be- tween the spectra obtained for TM and TE polarizations of the incident light on the structure.En este trabajo, nosotros mostramos como modular los espectros de transmisión, reflexión y absorción de una estructura multicapa dieléctrico-grafeno, adaptando el perfil del potencial químico de las láminas de grafeno, a través de un perfil Lorentziano discreto para el potencial químico de las láminas de grafeno en la estructura. Mientras que el espectro de reflectividad se ve poco afectado con el apilamiento de los grafenos, los espectros de transmisión y absorción son modulados en una región de frecuencias en donde no existe absorción en comparación a los correspondientes espectros para una lámina de grafeno o un sistema multicapas con valores del potencial químico uniforme. Adicionalmente, nosotros desarrollamos y probamos una expresión analítica que predice el comportamiento asintótico para la transmisión y absorción para diferentes número de láminas de grafeno, medio huesped dieléctrico, ángulo de incidencia y polarización de la luz. Finalmente, explicamos las diferencias físicas entre los espectros obtenidos para polarizaciones TM y TE de la luz incidente sobre la estructura

Early mobilisation in critically ill COVID-19 patients: a subanalysis of the ESICM-initiated UNITE-COVID observational study

Background Early mobilisation (EM) is an intervention that may improve the outcome of critically ill patients. There is limited data on EM in COVID-19 patients and its use during the first pandemic wave. Methods This is a pre-planned subanalysis of the ESICM UNITE-COVID, an international multicenter observational study involving critically ill COVID-19 patients in the ICU between February 15th and May 15th, 2020. We analysed variables associated with the initiation of EM (within 72 h of ICU admission) and explored the impact of EM on mortality, ICU and hospital length of stay, as well as discharge location. Statistical analyses were done using (generalised) linear mixed-effect models and ANOVAs. Results Mobilisation data from 4190 patients from 280 ICUs in 45 countries were analysed. 1114 (26.6%) of these patients received mobilisation within 72 h after ICU admission; 3076 (73.4%) did not. In our analysis of factors associated with EM, mechanical ventilation at admission (OR 0.29; 95% CI 0.25, 0.35; p = 0.001), higher age (OR 0.99; 95% CI 0.98, 1.00; p ≤ 0.001), pre-existing asthma (OR 0.84; 95% CI 0.73, 0.98; p = 0.028), and pre-existing kidney disease (OR 0.84; 95% CI 0.71, 0.99; p = 0.036) were negatively associated with the initiation of EM. EM was associated with a higher chance of being discharged home (OR 1.31; 95% CI 1.08, 1.58; p = 0.007) but was not associated with length of stay in ICU (adj. difference 0.91 days; 95% CI − 0.47, 1.37, p = 0.34) and hospital (adj. difference 1.4 days; 95% CI − 0.62, 2.35, p = 0.24) or mortality (OR 0.88; 95% CI 0.7, 1.09, p = 0.24) when adjusted for covariates. Conclusions Our findings demonstrate that a quarter of COVID-19 patients received EM. There was no association found between EM in COVID-19 patients' ICU and hospital length of stay or mortality. However, EM in COVID-19 patients was associated with increased odds of being discharged home rather than to a care facility. Trial registration ClinicalTrials.gov: NCT04836065 (retrospectively registered April 8th 2021)

Propiedades electromagnéticas en medios con dispersión espacial fuerte

"En el presente trabajo se investigan diferentes efectos electromagnéticos en metales puros y semiconductores excitónicos en presencia de dispersión espacial fuerte. Se calcula la distribucion espacial del campo electromagnetico producido por una carga puntual que se mueve con una velocidad mucho menor que la velocidad de Ferni de los electrones de conducción en el metal. Se demuestra que el campo electromagnético decae a distancias del orden de la capa pelicular. Se obtienen formulas para la longitud de decaimiento, en los casos de dispersión espacial débil y fuerte. si la dispersión espacial es fuerte, entonces la distribución espacial detrás de la partícula cargada tiene una traza de forma parabólica.

Interacción de ondas electromagnéticas en un sistema de películas delgadas fractal tipo cantor-generalizado.

"En este trabajo se estudian las propiedades de reflexión y transmisión en un sistema multicapa fractal tipo cantor. Los coeficientes de reflexión y transmisión son obtenidos para incidencia normal de ondas planas y se calculan para distintas dimensiones fractales y etapas de subdivisión. Estos algoritmos se basan en las propiedades de auto-similaridad del sistema.

Interacción de ondas electromagnéticas en un sistema de películas delgadas fractal tipo cantor-generalizado

"En este trabajo se estudian las propiedades de reflexión y transmisión en un sistema multicapa fractal tipo cantor. Los coeficientes de reflexión y transmisión son obtenidos para incidencia normal de ondas planas y se calculan para distintas dimensiones fractales y etapas de subdivisión. Estos algoritmos se basan en las propiedades de auto-similaridad del sistema.

Propiedades electromagnéticas en medios con dispersión espacial fuerte.

"En el presente trabajo se investigan diferentes efectos electromagnéticos en metales puros y semiconductores excitónicos en presencia de dispersión espacial fuerte. Se calcula la distribucion espacial del campo electromagnetico producido por una carga puntual que se mueve con una velocidad mucho menor que la velocidad de Ferni de los electrones de conducción en el metal. Se demuestra que el campo electromagnético decae a distancias del orden de la capa pelicular. Se obtienen formulas para la longitud de decaimiento, en los casos de dispersión espacial débil y fuerte. si la dispersión espacial es fuerte, entonces la distribución espacial detrás de la partícula cargada tiene una traza de forma parabólica.