Регистрация / Вход
Прислать материал

Нано-антенны на основе метаматериала с тороидным откликом

Фамилия
Кодолов
Имя
Кирилл
Отчество
Сергеевич
Номинация
Нанотехнологии
Учебное заведение
Романовская школа
Руководитель
к.т.н., доц. Башарин А А
Название тезиса
Нано-антенны на основе метаматериала с тороидным откликом
Тезис

В нанофотонике – науке о распространении электромагнитных волн в субволновых масштабах, наиболее перспективны метаматериалы.  Метаматериалы – искусственно созданные вещества, оптические свойства которых зависят не столько от свойств составляющих их элементов, сколько от структуры этого метаматериала. Главным недостатком таких материалов считаются диссипативные потери и потери на излучение. Совсем недавно свое рождение получили метаматериалы с тороидным откликом. Такие материалы имеют преимущества в нано-оптике, станут отличными кандидатами для эмиттеров нано-антенн и других нано-телекоммуникационных устройств, основными требованиями в которых является обеспечение сильно локализованных полей, высокая добротность и низкие радиационные потери.

В данной работе мы предлагаем метаматериалы, основанные на  метамолекулах - диэлектрических наночастиц кремния или других материалов. Это наноцилиндры, расположенные близко друг к другу, обеспечивая тем самым ближнепольную связь между Ми-резонансными магнитными модами. Эти моды соответствуют токам смещения, осциллирующих в противоположных направлениях, относительно оси частиц и возбужденных плоской волной, параллельной осям частиц. Для узкого диапазона частот, магнитные моменты могут образовать динамический вихрь замкнутой петли магнитного поля, сильно сконцентрированного в пределах метамолекулы. В идеальном случае такое состояние характеризуется нулевыми магнитными и электрическими мультипольными моментами и ненулевым тороидным дипольным моментом.

Кроме того, вторым уникальным свойством предложенных метамолекул является то, что мы продемонстрируем возможности для возбуждения одновременно в таких метамолекулах электрического и тороидного моментов и создадим ситуацию, при которой деструктивно интерферерирующие моменты дадут нулевое поле при излучении или отражении от нано-кластеров. Т.е. несмотря на субволновые нано-размеры метамолекулы, мы применим их в качестве рефлекторов или директоров сверхнаправленных нано-антенн, предназначенных для управления излучением квантовых нано-точек и различных флуоресцирующих молекул, что является одной из ключевых проблем и нано-фотоники.