Наноплазмоника

Описание направления

Наноплазмоника изучает взаимодействие света с металлическими наноструктурами, в которых коллективные колебания электронов – плазмоны – позволяют локализовать электромагнитное поле на масштабах меньше длины волны света. Особенности оптического отклика таких материалов задаются не только выбором их химического состава, но и их дизайном, геометрией структуры. Всё это позволяет создать среды со свойствами, не доступными для обычных оптических материалов, а также резонансно усиливать различные оптические эффекты.

Фокус исследований в лаборатории

В наших исследованиях особое внимание уделяется гиперболическим метаматериалам (ГММ) – искусственным композитам, состоящим из металлических нанострежней в матрице диэлектрика. Такие структуры обладают рядом особенностей: выраженной оптической анизотропией, нелокальным оптическим откликом и пр. Это приводит к появлению необычных свойств таких структур – например, существованию ENZ-режима, при котором одна из главных компонент тензора эффективной диэлектрической проницаемости становится равной нулю. Также в нашей лаборатории проводились исследования ряда других плазмонных наноструктур, таких как магнитоплазмонные кристаллы, хиральные плазмонные структуры и др.

Ключевые достижения

К настоящему моменту в рамках данного направления получены следующие ключевые результаты:

1. Реализовано активное управление оптическим откликом гибридных структур, состоящих из ГММ и жидких кристаллов.
2. Показана генерация пространственных и пространственно-временных оптических вихрей в ГММ. 3 Экспериментально показано самовоздействие света и усиление генерация второй гармоники в ГММ благодаря резонансному усилению электрического поля в спектральной окрестности ENZ
3. Продемонстрировано усиление магнитооптических эффектов в ГММ
4. Экспериментально показаны эффекты быстрого и медленного света при распространении лазерного импульса через ГММ

Темы курсовых и дипломных работ

Студентам, заинтересованным в научной работе, предлагаются следующие задачи:

1. Плазмонные эффекты в метаматериалах с близким к нулю значением диэлектрической проницаемости
2. Метаматериалы с близким к нулю значением диэлектрической проницаемости: оптические свойства