Размер:
A A A
Цвет: C C C
Изображения Вкл. Выкл.
Обычная версия сайта
Логин
Пароль
EN

Федеральный исследовательский центр 
«Красноярский научный центр
Сибирского отделения Российской академии наук»

 Федеральный исследовательский центр «Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук»

Федеральный исследовательский центр 
«Красноярский научный центр
Сибирского отделения Российской академии наук»

Физики экспериментально изменили цвет таммовских плазмон-поляритонов

5 июля 2022 г. Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН

Физики экспериментально изменили цвет таммовских плазмон-поляритонов

Красноярские ученые вместе с коллегой с Тайваня провели экспериментальные исследования гибридных таммовских плазмон-поляритонов. Таммовский плазмон-поляритон – это локализованное состояние света, возникающее на границе между тонким слоем металла и распределенным брэгговским отражателем. Это состояние было впервые продемонстрировано экспериментально более 10 лет назад. Благодаря включению в изготовленную структуру слоя жидкого кристалла (ЖК) исследователи смогли управлять длиной волны этих мод – управление достигалось благодаря воздействию на слой ЖК электрического поля или при изменении его температуры. О результатах работы, опубликованной в журнале Applied Physics Letters, сообщает портал Indicator.ru.

В повседневной жизни мы сталкиваемся с зеркалами, которые представляют собой металлическую пленку, покрытую защитным слоем. Однако существуют ещё и диэлектрические зеркала, состоящие из чередующихся тонких слоев различных диэлектрических материалов – такие материалы относительно плохо проводят электрический ток. Подобные структуры часто называют одномерными фотонными кристаллами. Отличительной особенностью диэлектрических зеркал является то, что они могут отражать практически весь падающий свет, в то время как в привычных для нас металлических зеркалах поглощается и рассеивается более 10% световой энергии.

Если сложить вместе металлическую пленку и диэлектрическое зеркало, то на границе раздела между зеркалами свет запирается, иными словами – образуется локализованная мода, называемая таммовским плазмон-поляритоном.

Павел Панкин«Своё название эта локализованная мода получила в честь физика, Нобелевского лауреата Игоря Тамма, который предсказал существование подобного локализованного состояния для волн электронов на границе обычного полупроводникового кристалла ещё в 1932 году. Благодаря аналогии между поведением электронных волн в обычных кристаллах и световых волн в фотонных кристаллах, такая световая мода была найдена уже в начале 21 века», – объяснил научный сотрудник Института физики им. Л.В. Киренского ФИЦ "Красноярский научный центр СО РАН" и СФУ Павел Панкин.

С практической точки зрения таммовский плазмон-поляритон может использоваться во многих практических приложениях, таких как сенсоры, поглотители нового типа, лазеры и др. Важной задачей для учёных является возможность управления длиной волны света, на которой возбуждается данная мода. Длина волны света определяет его цвет (длинные световые волны – красного цвета, а короткие - фиолетового), т.е. фактически идет речь об «управлении цветом» таммовского плазмон-поляритона. Чтобы выполнить эту задачу, можно изготовить новую структуру с другими характеристиками и толщинами слоев. Однако перестройка длины волны таммовского плазмон-поляритона в уже имеющейся структуре – более интересная задача. Для её достижения авторы исследования добавили к изготовленной структуре дополнительный слой жидкого кристалла. В такой системе таммовский плазмон-поляритон взаимодействовал с модами света, находящимися в слое ЖК, что приводило к образованию гибридных мод. Теперь, при внешнем воздействии на жидкий кристалл, можно было «управлять цветом» гибридных таммовских плазмон-поляритонов.

«Жидкие кристаллы – это уникальные материалы, свойства которых могут изменяться относительно слабыми внешними воздействиями, например, благодаря напряжению в несколько вольт или варьированию их температуры. Эти воздействия и были использованы в наших экспериментах для управления длиной волны гибридного таммовского плазмон-поляритона», – поделился старший научный сотрудник лаборатории нанотехнологий, спектроскопии и квантовой химии СФУ Виталий Сутормин.

Авторы работы считают, что полученные в работе результаты расширяют возможности применения таммовских плазмон-поляритонов в современных устройствах фотоники.




Поделиться:



Наверх