Отправить статью по E-mail 
Плазмон-поляритоны ТЕ- и ТМ-типов в пленке металла, граничащей со сверхрешеткой. III. Плазмон-поляритоны в двухслойной сверхрешетке
- Авторы: Даринский А.Н.1
-
Учреждения:
- НИЦ “Курчатовский институт”
- Выпуск: Том 70, № 3 (2025)
- Страницы: 511-519
- Раздел: ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КРИСТАЛЛОВ
- URL: https://bakhtiniada.ru/0023-4761/article/view/293808
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0023476125030181
- EDN: https://elibrary.ru/BCMVWX
- ID: 293808
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Аннотация
Теоретически исследуются ТЕ- и ТМ-поляризованные поверхностные плазмон-поляритоны в пленке металла, находящейся в контакте с полубесконечной периодической сверхрешеткой, образованной чередующимися слоями двух материалов. Показано, что в определенном случае частотная зависимость импедансов такой двухслойной сверхрешетки может быть только двух типов из трех возможных. Рассчитаны дисперсионные кривые ТE- и ТМ-поляризованных поверхностных плазмон-поляритонов в пленке серебра для ряда структур, состоящих из различных комбинаций двухслойных сверхрешеток, содержащих слои кварца и оксида титана. Результаты расчетов сравниваются с выводами общей теории о максимальном числе поверхностных плазмон-поляритонов. Анализируется влияние поглощения электромагнитных волн в пленке на характеристики поверхностных плазмон-поляритонов.
Полный текст
Об авторах
А. Н. Даринский
НИЦ “Курчатовский институт”
Автор, ответственный за переписку.
Email: Alexandre_Dar@mail.ru
Отделение “Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова” Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники
Россия, МоскваСписок литературы
- Даринский А.Н. // Кристаллография. 2024. Т. 69. № 6. С. 1018. https://doi.org/10.31857/S0023476124060123
- Даринский А.Н. // Кристаллография. 2024. Т. 69. № 6. С. 1029. https://doi.org/10.31857/S0023476124060136
- Yariv А., Yeh P. Photonics: Optical Electronics in Modern Communications. 6th ed. Oxford University Press, 2007. 850 p.
- Басс Ф.Г., Булгаков А.А., Тетервов А.П. Высокочастотные свойства полупроводников со сверхрешетками. М.: Наука, 1989. 288 с.
- Shuvalov A.L., Poncelet O., Golkin S.V. // Proc. R. Soc. A. 2009. V. 465. P. 1489. http://dx.doi.org/ doi: 10.1098/rspa.2008.0457
- Pavlichenko I., Exner A., Lugli P. et al. // J. Intell. Mater. Syst. Struct. 2012. V. 24. P. 2204. https://doi.org/10.1177/1045389X12453970
- Mbakop F.K., Djongyang N., Raïdandi D. // J. Eur. Opt. Soc.-Rapid Publ. 2016. V. 12. P. 1. https://doi.org/10.1186/s41476-016-0026-4
- Saravanan S., Dubey R.S. // Nanosyst.: Phys., Chem., Math. 2019. V. 10. P. 63. https://doi.org/10.17586/2220-8054-2019-10-1-63-69
- Романова В.А., Матюшкин Л.Б., Мошников В.А. // Физика и химия стекла. 2018. Т. 44. С. 11. https://doi.org/10.1134/S1087659618010108
- Mbakop F.K., Tom A., Dadjé A. et al. // Chin. J. Phys. 2020. V. 67. P. 124. https://doi.org/10.1016/j.cjph.2020.06.004
- https://refractiveindex.info
- Sarkar S., Gupta V., Kumar M. et al. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2019. V. 11. P. 13752. https://doi.org/10.1021/acsami.8b20535
- Lemarchand F. Private communications. 2013.
- Yang H.U., D'Archangel J., Sundheimer M.L. et al. // Phys. Rev. B. 2015. V. 91. P. 235137. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.91.235137
- Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Электродинамика сплошных сред. 2-е изд., испр. М.: Наука, 1982. 621 с.
Дополнительные файлы
Доп. файлы
Действие
1.
JATS XML
2.
Рис. 1. ТЕ-ППП во второй верхней запрещенной зоне СР SiO2/TiO2. Линии 1 и 2 – две ветви ТЕ-ППП в пленке Ag, помещенной между СР с внешним слоем TiO2 толщиной 0.4 мкм и СР с внешним слоем SiO2 толщиной 0.04 мкм. Линия 3, проходящая чуть ниже линии 2, – ветвь ТЕ-ППП в пленке Ag на границе между СР с внешним слоем SiO2 толщиной 0.4 мкм и вакуумом. Линии 4 и 5 – границы зоны. Серые области – другие зоны.
Скачать (92KB)
3.
Рис. 2. ТМ-ППП в нижней и первой верхней запрещенных зонах СР SiO2/TiO2. Пленка Ag находится между СР с внешним слоем TiO2 толщиной 0.4 мкм и СР с внешним слоем SiO2 толщиной 0.04 мкм. Линии 1 и 2 – две ветви ТМ-ППП в нижней запрещенной зоне. Линии 3 и 4 – две ветви ТМ-ППП в первой верхней запрещенной зоне. Верхняя граница нижней и нижняя граница первой верхней запрещенных зон практически совпадают (линия 5). Линия 6 – верхняя граница первой верхней запрещенной зоны. Серые области – другие зоны.
Скачать (100KB)
4.
Рис. 3. Отношение мнимой части k'' волнового числа к его действительной части k' для ТЕ-ППП во второй верхней запрещенной зоне (a) и для ТМ-ППП в нижней и первой верхней запрещенных зонах (б) СР SiO2/TiO2 при учете поглощения в пленке Ag. Линии 1–3 на рис. 3а – частотная зависимость затухания ТЕ-ППП ветвей 1–3 на рис. 1 соответственно. Линии 1–4 на рис. 3б – частотная зависимость затухания ТМ-ППП ветвей 1–4 на рис. 2 соответственно.
Скачать (134KB)
5.
Рис. 4. Доля энергии, сосредоточенная в пленке Ag, в зависимости от частоты ТМ-ППП, дисперсионные кривые которых приведены на рис. 2. Нумерация кривых такая же, как на рис. 2.
Скачать (69KB)
6.
Рис. 5. Зависимость электрического поля Ex медленного и быстрого ТМ-ППП от расстояния z до границы с пленкой в нижней запрещенной зоне (линии 1 и 2). На рис. 2 этим ППП соответствуют дисперсионные кривые 1 и 2. Считаем, что z = 0 – граница обеих CP.
Скачать (81KB)
7.
Рис. 6. Частотная зависимость приближенных значений k''/k' для TM-ППП, дисперсионные кривые которых показаны на рис. 2. Нумерация кривых такая же, как на рис. 2.
Скачать (64KB)
8.
Рис. 7. ТE-ППП во второй запрещенной зоне СР SiO2/TiO2. У обеих СР, между которыми находится пленка Ag, внешним слоем является слой TiO2 толщиной 0.08 мкм. Толщина пленки 25 нм. Линия 1 – верхняя граница зоны, 2 и 3 – дисперсионные зависимости медленного и быстрого ТЕ-ППП соответственно. Нижняя граница зоны не показана.
Скачать (88KB)
