Метаповерхности с бианизотропными свойствами для генерации и концентрации электромагнитных полей на субволновых масштабах

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 20-12-00343

НазваниеМетаповерхности с бианизотропными свойствами для генерации и концентрации электромагнитных полей на субволновых масштабах

Руководитель Лейман Владимир Георгиевич, Доктор физико-математических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)" , г Москва

Конкурс №45 - Конкурс 2020 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-301 - Физическая оптика

Ключевые слова диэлектрическая нанофотоника, метаповерхность, бианизотропный отклик, квази-запертые моды, двумерные материалы, полупроводниковые квантовые точки, гибридные наночастицы, поверхностные плазмон-поляритоны, опто-плазмонные конвертеры, субволновые оптические переключатели

Код ГРНТИ29.19.33, 29.33.00, 29.31.27

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Настоящий проект посвящен фундаментальным исследованиям, направленным на разработку методов концентрации электромагнитной энергии оптического диапазона в малых пространственных масштабах для реализации новых сверхтонких элементов интегральной оптики, перестраиваемых источников оптического излучения, а также наноустройств, позволяющих управлять параметрами светового излучения на субволновых масштабах. Для этого будут теоретически и экспериментально исследованы оптические свойства наноструктур, включая метаслои и метаповерхности, которые составлены из наночастиц с резонансным анизотропным или бианизотропным оптическим откликом. Идея проекта связана с возможностью резонансного возбуждения квази-запертых мод в наноструктурах и метаповерхностях с бианизотропными свойствами посредством внешних линейно-поляризованных электромагнитных волн. Возбуждение таких мод характеризуется высокодобротными резонансами как в оптическом, так и терагерцовом диапазонах, в зависимости от размерных параметров систем. Эти моды слабо связаны с внешним излучением, поэтому основная область их локализации определяется ближней волновой зоной метаповерхностей и метаслоев, что может приводить к высокой концентрации электромагнитной энергии на субволновом масштабе. Исследование усиления электромагнитных полей в ближней волновой зоне бианизотропных метаповерхностей и их комбинация с квантовыми объектами и с оптоплазмонными системами на основе графено-подобных материалов позволит разработать прототипы перестраиваемых источников излучения, оптических переключателей, а также новых ультра-тонких оптических устройств для управления поляризационными, фазовыми и амплитудными характеристиками оптического излучения на субволновых масштабах. Решение задач настоящего проекта приведет к дальнейшему существенному теоретическому и практическому развитию диэлектрической нанофотоники и области ее применимости.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Евлюхин А.Б. Туз В. Р., Волков В. С. Чичков Б. Н. Bianisotropy for light trapping in all-dielectric metasurfaces Physical Review B, 101, 205415 (год публикации - 2020)
10.1103/PhysRevB.101.205415

2. Губин М. Ю., Шестериков А.В., Прохоров А. В., Волков В. С. Hybrid schemes for excitation of collective resonances with surface plasmon polaritons in arrays of quantum dots in the proximity of graphene Laser & Photonics Reviews, 2000237 (год публикации - 2020)
10.1002/lpor.202000237

3. Терехов П. Д., Евлюхин А. Б., Волков В. С., Шалин А. С., Карабчевская А. Quadrumer-based dielectric metasurfaces featuring magneticoctupole resonance Proceedings of SPIE, 11483, 114830I (год публикации - 2020)
10.1117/12.2568945

4. Туз В. Р., Дмитриев В., Евлюхин А. В. Antitoroidic and toroidic orders in all-dielectric metasurfaces for optical near-field manipulation ACS Applied Nano Materials, 3, 11315-11325 (год публикации - 2020)
10.1021/acsanm.0c02421

5. М.Ю. Губин, А.В. Прохоров, В.С. Волков, А.Б. Евлюхин Controllable excitation of surface plasmon polaritons in graphene based semiconductor quantum dot waveguides Annalen der Physik [Ann. Phys. (Berlin)], 2100139 (год публикации - 2021)
10.1002/andp.202100139

6. В.Р. Туз, А.Б. Евлюхин Polarization-independent anapole response of a trimer-based dielectric metasurfaces Nanophotonics, 0315 (год публикации - 2021)
10.1515/nanoph-2021-0315

7. А.Б. Евлюхин, М.А. Полева, А.В. Прохоров, К.В. Барышникова, А.Е. Мирошниченко, Б.Н. Чичков Polarization switching between electric and magnetic quasi-trapped modes in bianisotropic all-dielectric metasurfaces Laser & Photonics Reviews, 2100206 (год публикации - 2021)
10.1002/lpor.202100206

8. В.Е. Бабичева, А.Б. Евлюхин Multipole lattice effects in high refractive index metasurfaces Journal of Applied Physics, 129, 040902 (год публикации - 2021)
10.1063/5.0024274

9. Е. Занганех, А. Евлюхин, А. Мирошниченко, М. Сонг, Е. Ненашева, П. Капитанова Anapole Meta-atoms: Non-Radiating Electric and Magnetic Sources Physical Review Letters, 127, 096804 (год публикации - 2021)
10.1103/PhysRevLett.127.096804

10. Е. Занганех, М. Сонг, А. Канос Валеро, А.С. Шалин, Е. Ненашева, А. Мирошниченко, А. Евлюхин, П. Капитанова Nonradiating sources for efficient wireless power transfer Nanophotonics, 0378 (год публикации - 2021)
10.1515/nanoph-2021-0378

11. Прохоров А.В, Шестериков А.В., Губин М.Ю., Волков В.С., Евлюхин А.Б. Quasitrapped modes in metasurfaces of anisotropic MoS2 nanoparticles for absorption and polarization control in the telecom wavelength range Physical Review B, 106, 3, 035412 (год публикации - 2022)
10.1103/PhysRevB.106.035412

12. Прохоров А.В., Новиков С.М., Губин М.Ю., Киртаев Р.В., Шестериков А.В., Станкевич К.М., Якубовский Д., Арсенин А.В., Жукова Е., Жуков С.С., Лейман В.Г., Волков В.С. Cross-Polarization Effects in Metasurfaces Based on Nanoscale Silicon Cuboids with a Shape Defect: Implications for Polarization Conversion ACS Applied Nano Materials, 5, 10, 14582-14590 (год публикации - 2022)
10.1021/acsanm.2c02946

Публикации