Многокомпонентные резонансные наноструктуры: идеальное поглощение, коллективные и фототермические эффекты

Abstract

Исследования, представленные в настоящей диссертации, направлены на получение сведений об оптических свойствах многослойных плазмонных наночастиц, являющихся в настоящее время объектом активных исследований в связи с их применением в нанобиомедицине, а также на оптические эффекты в субволновых периодических упорядоченных диэлектрических наноструктурах, открывающих новые технологические возможности в прикладной оптике. В работе исследуются оптические свойства идеально поглощающих многослойных плазмонных наночастиц из альтернативных плазмонных материалов с золотой оболочкой с учетом квантово-размерных эффектов. Исследуются трансмиссионные свойства оптических плазмонных волноводов (ОПВ) в виде линейной цепочки из сферических Ag наночастиц с учетом проявления ограничивающих тепловых эффектов, возникающих при возбуждении ОПВ импульсным лазерным излучением. Исследовано влияние нагрева и последующего плавления первой облучаемой частицы в цепочке на эффективность передачи оптического сигнала. Показаны преимущества применения нитрида титана (TiN) в ОПВ из сферических и сфероидальных в качестве альтернативного плазмонного материала с учетом его высокой лучевой стойкости. Предложены плазмонные структуры на основе периодических двумерных массивов нанодисков из TiN для получения коллективных высокодобротных решеточных резонансов в телекоммуникационном диапазоне длин волн, недостижимых с использованием традиционных плазмонных материалов. Получены сведения о влиянии несовершенств (различного типа дефектов), которые могут появляться при экспериментальном получении двумерных массивов из наночастиц (на примере кремния) на коллективные оптические эффекты, связанные с проявлением в спектрах пропускания высокодобротных решеточных резонансов.