Выпуск № 5 (13), 2024
Содержание номера
|
Раздел 1. Взаимодействие электромагнитного поля с материалами |
|
|
ПОВЕРХНОСТНАЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ СВЕРХТОНКИХ СЛОЁВ |
стр. 4 - 13 |
|
Аннотация В различных оптических устройствах часто применяют слои с толщиной, много меньшей длины волны. Такие слои могут использоваться в качестве просветляющих плёнок, поглотителей, катализаторов или функциональных покрытий. Для расчёта оптических систем, содержащих сверхтонкие слои, важно развить их корректное описание, включающее необходимый минимум электродинамических параметров. Мы предлагаем описание произвольного неоднородного сверхтонкого слоя с помощью поверхностной диэлектрической проницаемости κ, не требующее знания толщины слоя. При этом мы показываем, что κ есть скалярная комплексная величина, т.е. предложенный подход не включает в себя рассмотрение анизотропных свойств слоя. Для подтверждения предложенного метода мы проводим обработку измеренных спектров эллипсометрии и показываем, что описание слоя с помощью κ не увеличивает существенно погрешность по сравнению с описанием через однородный слой конечной толщины, но при этом уменьшает число параметров модели, делая её более удобной для применения. Помимо этого, мы находим связь параметра κ с широко используемой при описании тонких слоёв величиной – сопротивлением на квадрат. Ключевые слова: сверхтонкие плёнки, эллипсометрия, комплексный показатель преломления, оптические константы
SURFACE PERMITTIVITY OF ULTRATHIN FILMS/u> Abstract Slabs of width much smaller than the wavelength are of high importance in many areas of electrodynamics. Such slabs are widely used as antireflection films, absorbers, catalysts and functional coatings. For treating optical systems involving ultrathin films, it is crucial to propose their proper description considering only necessary parameters. We provide a theoretical characterization of an arbitrary inhomogeneous ultrathin slab using surface permittivity κ, which does not require knowledge of the slab thickness. Moreover, we show that κ is a scalar complex value, i.e. the proposed approach does not include consideration of the anisotropic properties of the slab. We process experimentally measured ellipsometry spectra to confirm the reliability of proposed method. We also show that the description of the slab using κ does not significantly increase the discrepancy comparing to the description through a homogeneous layer of finite thickness, at the same time reducing the number of model parameters making it more convenient to use. In addition, we find a relation between the parameter κ and the resistance per square widely used in the description of thin conducting layers. Keywords: ultrathin films, ellipsometry, complex refractive index, optical constants |
|
|
Раздел 2. Topics on interaction of an electromagnetic field with materials |
|
|
SCATTERING DUE TO EDGE IMPERFECTIONS IN TOPOLOGICAL INSULATORS IN THE UNIFORM MAGNETIC FIELD |
стр. 14 - 24 |
|
Abstract We study the scattering of edge excitations of 2D topological insulator (TI) in the uniform external magnetic field due to edge imperfections, ubiquitous in realistic 2D TIs. Our previous study shows the possible existence of oscillations of reflection amplitude in a weak magnetic field. In this paper, we address yet another general class of edge deformation profiles and also discover quantum oscillations of the scattering coefficient in one more general situation of low momentum carriers. The semiclassical Pokrovsky-Khalatnikov approach is used to obtain reflection coefficient with pre-exponential accuracy. Keywords: Topological Insulators, semiclassical scattering
РАССЕЯНИЕ НА ДЕФОРМИРОВАННОМ КРАЕ В ТОПОЛОГИЧЕСКИХ ИЗОЛЯТОРАХ В ОДНОРОДНОМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ Аннотация Исследуется рассеяние краевых возбуждений на краевых дефектах двумерного топологического изолятора (ТИ) в однородной внешнем магнитное поле. Краевые дефекты повсеместно встречаются в реалистичных 2D ТИ. Наши предыдущие исследования показывают возможность существования колебаний амплитуды отражения в слабом магнитном поле. В этой статье мы рассматриваем еще один общий класс профилей краевой деформации, а также предсказываем новые квантовые осцилляции коэффициента рассеяния в еще одной общей ситуации носителей малого импульса. Для получения коэффициента отражения с предэкспоненциальной точностью используется квазиклассический подход Покровского-Халатникова. Ключевые слова: Топологические изоляторы, квазиклассическое рассеяние |
|
|
PLASMON ZEBRA RESONANCES AND NANOPAINTING |
стр. 25 - 36 |
|
Abstract We investigate metal-dielectric metasurfaces composed from periodic metal nanostrips deposited on a dielectric substrate. The metasurface can be termed as plasmon zebra (PZ). The metasurface operates as a set of open plasmon resonators. The theory of plasmon, excited in the open, interconnect resonators, is developed. The large local electromagnetic field is predicted for optical frequencies when plasmon is exited. The reflectance of PZ is much enhanced at the frequency of plasmon resonance and PZ ascribe the color corresponding to the resonance frequency. We propose PZ as simplest but easy tuning plasmon painting. Keywords: plasmon resonance, nanopaint, SERS
ЗЕБРА-ПЛАЗМОННЫЕ РЕЗОНАНСЫ И НАНОКРАСКА Аннотация Мы исследуем металл-диэлектрические метаповерхности, состоящие из периодических металлических нанополосок, нанесенных на диэлектрическую подложку. Метаповерхность можно назвать плазмонной зеброй (ПЗ). Метаповерхность работает как набор открытых плазмонных резонаторов. Разработана теория плазмона, возбуждаемого в открытых резонаторах, соединенных между собой. Предсказано большое локальное электромагнитное поле для оптических частот, соответствующих возбуждению плазмона. Отражательная способность ПЗ значительно усиливается на частоте плазмонного резонанса, и ПЗ приписывают цвет, соответствующий резонансной частоте. Мы предлагаем ПЗ как простейшую, но легко настраиваемую плазмонную нанокраску. Ключевые слова: зебра-плазмонный резонанс, усиление электромагнитного поля, нанокраска |