Регистрация / Вход
Прислать материал

Метаматериалы с тороидным Фано-откликом

Фамилия
Кожокарь
Имя
Маша
Отчество
Виореловна
Номинация
Металлургия
Институт
Новых материалов и нанотехнологий (ИНМиН)
Кафедра
Теоретической физики и квантовых технологий
Академическая группа
ФХ-15-1
Научный руководитель
к.т.н., доц. Башарин А.А.
Название тезиса
Метаматериалы с тороидным Фано-откликом
Тезис

Тороидный диполь, возникающий за счёт статических токов в атомном ядре, был впервые введён Зельдовичем в 1957, чтобы объяснить нарушение чётности в слабом взаимодействии в атомной физике. Таким образом, тороидным диполем был назван отдельный элемент мультипольного разложения, соответствующий электрическим токам, циркулирующим на поверхности тора вдоль его меридианов (так называемые полоидные токи).

Метаматериалы с тороидным откликом делают возможной демонстрацию ряда особых свойств, таких как эффект электромагнитной прозрачности, оптическая активность, сильная локализация полей и возникновение анаполя. Нас интересукт другое свойство метаматериала — магнитный Фано-резонанс, вызванный тороидным и магнитным моментами в структкуре, состоящей из метамолекул двух типов, разделённых слоем диэлектрика.

Метамолекула «электрического типа» (рис. 1а) - это планарная проводящая структура, состоящая из двух симметричных разомкнутых петель. Плоская волна возбуждает круговые токи вдоль петель, приводя к закручиванию магнитного момента, а вследствие этого к возникновению тороидного. Более того, в центральном зазоре метамолекулы возбуждается электрический момент. В то же время, деструктивная интерференция тороидального и магнитного дипольных моментов приводит к сильной локализации электрического поля в этом зазоре и высокой добротности (рис. 1б).

 

 

 

Рис. 1а                         Рис. 1б

Метамолекула «магнитного» типа (рис. 2а) является обратнойи перевёрнутой модификацией первой структуры. В отличие от первого случая, в данном возникает локализация не электрического, в магнитного поля. Его линии закручены вокруг центральной перемычки метамолекулы вследствие интерференции тороидного и магнитного квадрупольных моментов. Такая конфигурация, кроме того, позволяет уменьшить электрический момент и приводит к узкой спекртальной линии S21(рис. 2б).

  

  

 

 

 

Рис. 2а                   Рис. 2б                      

Комбинация таких метамолекул (Рис. 3) приводит к возникновению объединённого Фано-резонанса с разделёнными сконцентрированными электрическим и магнитным полями. Такой метаматериал обладает многообещающими для магнитной фотоники свойствами и может быть использован для создания элемента Гюйгенса.

 

 

 

Рис. 3