Многофункциональные диэлектрические метаповерхности для эффективного управления характеристиками электромагнитного поля

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 17-19-01731

НазваниеМногофункциональные диэлектрические метаповерхности для эффективного управления характеристиками электромагнитного поля

Руководитель Краснок Александр Евгеньевич, Кандидат физико-математических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет ИТМО" , г Санкт-Петербург

Конкурс №18 - Конкурс 2017 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-706 - Радио- и телевизионные системы, радиолокация и связь

Ключевые слова метаповерхности, метаматериалы, диэлектрик, резонанс Ми, управление электромагнитным излучением

Код ГРНТИ29.35.00

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Метаповерхности – искусственные электромагнитные среды с субволновой структурой, обладающие уникальными свойствами, не присущими природным материалам. Они позволяют реализовывать полномасштабное управление электромагнитной волной путем изменения ее амплитуды, фазы, или поляризации. В сравнении с объемными метаматериалами, метаповерхности являются компактными структурами, которые простоты в изготовлении и обладают низкой стоимость. Актуальной задачей техники СВЧ всегда было создание недорогих, компактных и перестраиваемых устройств для управления электромагнитной волной в микроволновом диапазоне частот. В частности необходимы простые и дешевые решения таких устройств, как отражательные поверхности, поглотители, поляризаторы электромагнитного излучения. Данные устройства могут найти широкое применение в системах радиолокации и навигации, системах связи, военной промышленности. В ходе выполнения данного проекта будут разработаны полностью диэлектрических метаповерхности, позволяющие выполнять одновременное управление амплитудой, фазой, направлением распространения и поляризацией падающей электромагнитной волны. Функциональность разрабатываемых метаповерхностей заключается в том, что для их изготовления будут использоваться диэлектрические материалы с высоким значением диэлектрической проницаемости и малым уровнем диэлектрических потерь, которые служат для компенсации недостатка свободных носителей, используя резонансы Ми. Новизной проекта будет использование в качестве материала метаповерхности дистиллированной воды – дешевого, доступного материала с возможностью управления электромагнитными свойствами.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Andrey Sayanskiy, Mohammad Danaeifar, Polina Kapitanova, and Andrey E. Miroshnichenko All-Dielectric Metalattice with Enhanced Toroidal Dipole Response Adv. Optical Mater., Adv. Optical Mater. 2018, 6, 1800302 (год публикации - 2018)
10.1002/adom.201800302

2. Polina Kapitanova, Andrey Sayanskiy, Mikhail Odit, Andrey Miroshnichenko, Andrey Lavrinenko and Pavel Belov All-dielectric Metasurfaces as an Efficient Tool for Electromagnetic Waves Manipulation IEEE ICTON (год публикации - 2018)
10.1109/ICTON.2018.8473772

3. Alex Krasnok, Sergey Li, Sergey Lepeshov, Roman Savelev, Denis G. Baranov, and Andrea Alu All-Optical Switching and Unidirectional Plasmon Launching with Nonlinear Dielectric Nanoantennas PHYSICAL REVIEW APPLIED, Vol. 9, Iss. 1 (год публикации - 2018)
10.1103/PhysRevApplied.9.014015

4. M. Londono, A. Sayanskiy, J. L. Araque-Quijano, S. B. Glybovski, and J. D. Baena Broadband Huygens’ Metasurface Based on Hybrid Resonances PHYSICAL REVIEW APPLIED, Vol. 10, Iss. 3 (год публикации - 2018)
10.1103/PhysRevApplied.10.034026

5. S.B. Glybovski, A.D. Sayanskiy, S.A. Kuznetsov, J.P. del Risco, A.P. Slobozhanyuk, P.A. Belov, J. D. Baena Self-complementary tessellations as universal design approach for LP-to-CP transforming frequency selective surfaces 12th International Congress on Artificial Materials for Novel Wave Phenomena - Metamaterials 2018 (год публикации - 2018)
10.1109/MetaMaterials.2018.8534085

6. Andrey Sayanskiy, Anton S. Kupriianov, Su Xu, Polina Kapitanova, Victor Dmitriev, Vyacheslav V. Khardikov, and Vladimir R. Tuz Controlling high-Q trapped modes in polarization-insensitive all-dielectric metasurfaces PHYSICAL REVIEW B, 99, 085306 (год публикации - 2019)
10.1103/PhysRevB.99.085306

7. Su Xu, Andrey Sayanskiy, Anton S. Kupriianov, Vladimir R. Tuz, Polina Kapitanova, Hong-Bo Sun, Wei Han, and Yuri S. Kivshar Experimental Observation of Toroidal Dipole Modes in All-Dielectric Metasurfaces Adv. Optical Mater., 7, 1801166 (год публикации - 2019)
10.1002/adom.201801166

8. Johneph Sukham, Osamu Takayama, Maryam Mahmoodi, Stanislav Sychev, Andrey Bogdanov, Seyed Hassan Tavassoli, Andrei V. Lavrinenko and Radu Malureanu Investigation of effective media applicability for ultrathin multilayer structures Nanoscale, 11, 12582 (год публикации - 2019)
10.1039/C9NR02471A

9. Andrei V. Lavrinenko, Rasmus E. Jacobsen, Samel Arslanagic, Svetlana Kuznetsova, Andrei Andryieuski, Mikhail Odit, Polina Kapitanova Tunable Microwave Metamaterials Based on Ordinary Water Proceedings of the 47th European Microwave Conference, 10–12 Oct 2017, Nuremberg, Germany, pp. 492-495 (год публикации - 2017)

10. Osamu Takayama, Евгений Шкондин, Андрей Богданов, M. Esmail Aryaee Panah, Кирилл Голенитский, Павел Дмитриев, Taavi Repän, Radu Malureanu, Павел Белов, Flemming Jensen, Андрей Лавриненко Midinfrared Surface Waves on a High Aspect Ratio Nanotrench Platform ACS Photonics, 4, 2899-2907 (год публикации - 2017)
10.1021/acsphotonics.7b00924

11. Сергей Лепешов, Александр Краснок, Павел Белов, Андрей Мирошниченко Гибридная Нанофотоника УФН (год публикации - 2017)

12. N. Pavlov, I. Stenishchev, P. Kapitanova, P. Belov, and A. Basharin Direct Demonstration of Toroidal Response Excitation in Water Metamolecule Proceedings of 11th International Congress on Engineered Material Platforms for Novel Wave Phenomena – Metamaterials 2017, Marseille, France, Aug. 28th – Sept. 2nd, 2017, pp.597-599 (год публикации - 2017)

13. Михаил Одит, Жанан Хаймединова, Viktar Asadchy, Полина Капитанова и Павел Белов Design of microwave all-dielectric focusing metasurface based on bianisotropic resonators AIP Conference Proceedings, 1874, 040034 (год публикации - 2017)
10.1063/1.4998107

14. Polina Kapitanova, Mikhail Odit, Mohammad Danaeifar, A. Sayanskiy, Pavel Belov, Andrey Miroshnichenko, Yuri Kivshar All-dielectric Bianisotropic and Multimode Unidirectional Microwave Metasurfaces Proceedings of the 47th European Microwave Conference, 10–12 Oct 2017, Nuremberg, Germany, pp 476-479 (год публикации - 2017)

15. P. Kapitanova, A. Sayanskiy, P. Belov, A. Miroshnichenko Generalized Huygens’ Metasurface Based on Higher Order Magnetic Dipolar Resonances Proceedings of the 11th International Congress on Engineered Material Platforms for Novel Wave Phenomena - Metamaterials 2017, 27 Aug.-2 Sept. 2017, Marselle, France, pp. 172-174 (год публикации - 2017)
10.1109/MetaMaterials.2017.8107879

Публикации