Квантам не уйти
2 мин чтения
Квантам не уйти

Композитные материалы научили управлять светом

Сотрудники Физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова совместно с австралийскими коллегами разработали новые композитные материалы и изучили их магнитооптические свойства. Благодаря их уникальному составу появятся новые возможности в управлении фотонными устройствами.

Фотонные устройства — аналоги электронных устройств, в которых вместо электронов используются кванты электромагнитного поля — фотоны. Для эффективного (энергетически более выгодного) управления такими устройствами учёным нужны метаматериалы, которые обладают магнитными свойствами и малыми резистивными потерями. Метаматериалы — это композитные материалы, обладающие уникальными свойствами не за счёт свойств составляющих элементов, а благодаря искусственно созданной периодической структуре. Они совмещают в себе свойства диэлектрика и магнита.

«Изучаемый эффект проявляется в изменении интенсивности электромагнитного излучения, прошедшего через исследуемый образец при наличии внешнего магнитного поля», — рассказали одни из авторов исследования Мария Барсукова и Александр Мусорин, научные сотрудники кафедры Квантовой электроники отдела Радиофизики Физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова.

Разработанный материал — это субмикронная метаповерхность (то есть перфорированная в масштабе световой волны), которая представляет собой массив кремниевых нанодисков с магнитными дипольными резонансами, покрытыми тонкой плёнкой никеля и расположенными на прозрачной подложке из диоксида кремния. Возможность управлять светом на наномасштабах с помощью таких систем обусловлена сильной локализацией в них электромагнитного поля. Разработанная метаповерхность увеличивает эффективность управления светом с помощью внешнего магнитного поля. Учёные отмечают, что управление откликом таких объектов с помощью внешнего магнитного поля более выгодно, чем управление с помощью электрического поля, потому что нет потерь на нагрев, вызываемый электрическим током.

Учёные генерировали идею, проверили её при помощи численных расчётов и оптимизировали параметры. После этого один из соавторов изготовил в Австралии образец методами плазмохимического осаждения и электронно-лучевой литографии. Далее на оборудовании МГУ учёные провели экспериментальные исследования, которые подтвердили эффекты, обнаруженные в ходе численного расчёта.

Результаты работы послужат основой для активных невзаимных фотонных наноструктур и метаповерхностей. Активные структуры — это объекты, оптические свойства которых можно изменять под внешним воздействием. В невзаимных материалах проходящий среду световой луч удваивает эффект, а не отменяет накопленный.

«Полученные результаты позволят создать компактные оптические устройства и интегрировать их на фотонном наночипе», — заключили учёные. 

Результаты этой работы можно использовать для активных устройств плоской оптики и высокочувствительных сенсоров на их основе. Это лёгкие и тонкие аналоги таких объёмных оптических элементов, как линзы, фазовые маски, поляризаторы.

Результаты исследований опубликованы в журнале ACS Photonics. 

Если у Вас возник вопрос по материалу, то Вы можете задать его специальной рубрике Задать вопрос Памятник вирусу в Технопарке Далее в рубрике Памятник вирусу в ТехнопаркеПамятник компьютерному вирусу Petya установили возле здания Технопарка  Читайте в рубрике Первая Российская премия «Лучший проект на технологии блокчейн (ICO) 2017 года»Цель премии – поддержка авторов проектов в сфере цифровой экономики Первая Российская премия «Лучший проект на технологии блокчейн (ICO) 2017 года»

Комментарии

Авторизуйтесь чтобы оставлять комментарии.
Загрузка...
Не пропустите лучшие материалы!
Подпишитесь на «Русскую планету» в социальных сетях
Каждую пятницу мы будем присылать вам сборник самых важных
и интересных материалов за неделю. Это того стоит.
Закрыть окно Вы успешно подписались на еженедельную рассылку лучших статей. Спасибо!
Станьте нашим читателем,
сделайте жизнь интереснее!
Помимо актуальной повестки дня, мы также публикуем:
аналитику, обзоры, интервью, исторические исследования.
личный кабинет
Спасибо, я уже читаю «Русскую Планету»