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...
Читайте самое важное в вашей ленте
Подпишитесь на «Русскую планету» в социальных сетях и читайте наиболее актуальные материалы
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!