Гибридизация Фабри-Перо и таммовских мод в пространственно-неоднородном магнитофотонном кристалле

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Представлены результаты исследования особенностей возбуждения различных резонансных мод в пространственно-неоднородном магнитофотонном кристалле с плазмонным покрытием. Показано, что в таком кристалле генерируются оптические резонансные моды Фабри-Перо разного порядка и мода таммовских плазмонов, которые за счет неоднородности структуры претерпевают спектральный сдвиг внутри фотонной запрещенной зоны при изменении толщины слоев, входящих в состав магнитофотонного кристалла.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

О. А. Томилина

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования “Крымский федеральный университет им. В. И. Вернадского”

Автор, ответственный за переписку.
Email: olga_tomilina@mail.ru
Россия, Симферополь

А. Л. Кудряшов

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования “Крымский федеральный университет им. В. И. Вернадского”

Email: olga_tomilina@mail.ru
Россия, Симферополь

А. В. Каравайников

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования “Крымский федеральный университет им. В. И. Вернадского”

Email: olga_tomilina@mail.ru
Россия, Симферополь

С. Д. Ляшко

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования “Крымский федеральный университет им. В. И. Вернадского”

Email: olga_tomilina@mail.ru
Россия, Симферополь

Е. Т. Милюкова

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования “Крымский федеральный университет им. В. И. Вернадского”

Email: olga_tomilina@mail.ru
Россия, Симферополь

В. Н. Бержанский

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования “Крымский федеральный университет им. В. И. Вернадского”

Email: olga_tomilina@mail.ru
Россия, Симферополь

С. В. Томилин

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования “Крымский федеральный университет им. В. И. Вернадского”

Email: olga_tomilina@mail.ru
Россия, Симферополь

Список литературы

  1. Inoue M., Baryshev A., Goto T. et al. // In: Magnetophotonics. Springer Series in Materials Science. V. 178. Berlin, Heidelberg: Springer, 2013.
  2. Romodina M., Soboleva I., Musorin A. et al. // Phys. Rev. B. 2017. V. 96. No. 8. Art. No. 081401.
  3. Lyubchanskii I., Dadoenkova N., Lyubchanskii M. et al. // J. Phys. D. Appl. Phys. 2003. V. 36. No. 18. Art. No. R277.
  4. Baryshev A., Kawasaki K., Lim P., Inoue M. // Phys. Rev. B. 2012. V. 85. No. 20. Art. No. 205130.
  5. Bikbaev R., Vetrov S., Timofeev I. // Photonics. 2018. V. 5. No. 3. Art. No. 22.
  6. Сычев Ф.Ю., Капра Р.В., Мошнина И.А. и др. // Изв. РАН. Сер. физ. 2007. Т. 71. № 1. С. 29; Sychev F.Yu., Kapra R.V., Moshnina I.A. et al. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2007. V. 71. No. 1. P. 24.
  7. Бержанский В.Н., Шапошников А.Н., Прокопов А.Р. и др. // ЖЭТФ. 2016. Т. 150. № 5. P. 859; Berzhansky V., Shaposhnikov A., Prokopov A. et al. // J. Exp. Theor. Phys. 2016. V. 123. No. 5. P. 744.
  8. Khartsev S., Grishin A. // J. Appl. Phys. 2007. V. 101. No. 5. Art. No. 053906.
  9. Yin C., Wang T., Wang H. // Eur. Phys. J. B. 2012. V. 85. No. 3. Art. No. 104.
  10. Левкина Г.Ю., Сапарина Д.О., Калиш А.Н., Сухоруков А.П. // Изв. РАН. Сер. физ. 2010. Т. 74. № 12. С. 1778; Levkina G. Yu., Saparina D.O., Kalish A.N., Sukhorukov A.P. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2010. V. 74. No. 12. P. 1708.
  11. Белотелов В.И., Волкова З.А., Досколович Л.Л. и др. // Изв. РАН. Сер. физ. 2007. Т. 71. № 12. С. 1574; Belotelov V.I., Volkova Z.A., Doskolovich L.L. et al. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2007. V. 71. No. 12. P. 1530.
  12. Виноградов А.П., Дорофеенко А.В., Мерзликин А.М., Лисянский А.А. // УФН. 2010. № 180. С. 249; Vinogradov A.P., Dorofeenko A.V., Merzlikin A.M., Lisyansky A.A. // Phys. Usp. 2010. No. 53. P. 243.
  13. Malkova N., Ning C. // Phys. Rev. B. 2006. V. 73. No. 11. Art. No. 113113.
  14. Kaliteevski M., Iorsh I., Brand S. et al. // Phys. Rev. B. 2007. V. 76. No. 16. Art. No. 165415.
  15. Goto T., Dorofeenko A., Merzlikin A. et al. // Phys. Rev. Lett. 2008. V. 101. No. 11. Art. No. 113902.
  16. Kaliteevski M., Brand S., Abram R. et al. // Appl. Phys. Lett. 2009. V. 95. No. 25. Art. No. 251108.
  17. Brückner R., Sudzius M., Hintschich S. et al. // Phys. Rev. B. 2011. V. 83. No. 3. Art. No. 033405.
  18. Zhou H.-Ch., Yang G., Wang K. et al. // Chin. Phys. Lett. 2012. V. 29. No. 6. Art. No. 067101.
  19. Afnogenov B., Bessonov V., Nikulin A., Fedyanin A. // Appl. Phys. Lett. 2013. V. 103. No. 6. Art. No. 061112.
  20. Rahman S., Klein T., Klembt S. et al. // Sci. Reports. 2016. V. 6. No. 1. Art. No. 34392.
  21. Головко П.В., Игнатьева Д.О., Калиш А.Н., Белотелов В.И. // Изв. РАН. Сер. физ. 2021. T. 85. № 1. С. 34; Golovko P.V., Ignatyeva D.O., Kalish A.N., Belotelov V.I. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2021. V. 85. No. 1. P. 25.
  22. Mikhailova T., Lyashko S., Tomilin S. et al. // J. Phys. Conf. Ser. 2017. V. 917. Art. No. 062053.
  23. Mikhailova T., Shaposhnikov A., Prokopov A. et al. // EPJ Web Conf. 2018. V. 185. Art. No. 02016.
  24. Mikhailova T., Tomilin S., Lyashko S. et al. // Opt. Mater. Exp. 2022. V. 12. No. 2. P. 685.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Модель расчета распределения толщины функциональных слоев при магнетронном напылении.

Скачать (88KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Результаты экспериментального исследования распределения толщины напыленных слоев TiO2 при разном расстоянии l от мишени до подложки: l = 30 (а); 45 (б) и 60 мм (в) (точки – экспериментальные данные, сплошная кривая – модельный анализ).

Скачать (186KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Структура пространственно-неоднородного МФК с градиентными функциональными слоями: общая схема (а), распределение толщины функциональных слоев вдоль градиента (б), РЭМ-снимок сечения нижнего зеркала Брэгга в «тонкой» части (в).

Скачать (405KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Спектры пропускания пространственно-неоднородного 4-парного зеркала Брэгга GGG/(SiO2/TiO2)4 (а) и магнитофотонного кристалла GGG/(SiO2/TiO2)4/M1/M2/(TiO2/SiO2)4 (б) (толщины слоев TiO2/SiO2 на участке исследования указаны в легенде, сдвиг спектров + 0.1).

Скачать (301KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Спектры пропускания пространственно-неоднородного МФК с плазмонным покрытием GGG/(SiO2/TiO2)4/M1/M2/(TiO2/SiO2)4/TiO2(buff)/Au (толщины слоев TiO2/SiO2 на участке исследования указаны в легенде, сдвиг спектров + 0.02) (а). Спектральное положение резонансных мод Фабри-Перо (FP) и таммовских плазмонов (TP) в различных участках пространственно-неоднородного МФК (б).

Скачать (276KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Спектры магнитооптического эффекта Фарадея в пространственно-неоднородном МФК GGG/(SiO2/TiO2)4/M1/M2/(TiO2/SiO2)4 на различных участках градиента (а); сравнение спектров пропускания и магнитооптического вращения на участках TiO2/SiO2/M1/M2=74/115/67/165 нм (б) и TiO2/SiO2/M1/M2 = 78/122/71/177 нм (в).

Скачать (369KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Спектры магнитооптического эффекта Фарадея в пространственно-неоднородном МФК с плазмонным слоем GGG/(SiO2/TiO2)4/M1/M2/(TiO2/SiO2)4/TiO2(buff)/Au на различных участках градиента (а); сравнение спектров магнитооптического вращения в МФК без плазмонного слоя (Фабри-Перо) и с плазмонным слоем (Фабри–Перо + Тамм) на участках TiO2/SiO2/M1/M2 = 74/115/67/165 нм (б) и TiO2/SiO2/M1/M2 = 78/122/71/177 нм (в).

Скачать (457KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024