Метод «мнимой границы» в исследовании оптических свойств упорядоченных наноструктур
Аннотация
Исследованы оптические свойства пространственно упорядоченных нанокомпозитов, состоящих из сферических диэлектрических наночастиц. Представлено аналитическое решение, позволяющее использовать формулы Эйри (метод «мнимой границы») для описания взаимодействия света с упорядоченным нанокомпозитом без усреднения оптических постоянных по объёму. Показано хорошее согласие полученных результатов с точным численным расчетом.
При поддержке: Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научных проектов № 12-02-97036-р_поволжье_а; № 12-02-31423-мол_а, а также при поддержке Министерства образования и науки РФ в рамках ФЦП «Кадры» 2012–2013 г.
Об авторах
А. С. Шалин
Ульяновский филиал Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН; Ульяновский государственный университет
Россия
Россия
Ульяновск
А. С. Кадочкин
Ульяновский государственный университет
Россия
Россия
Ульяновск
Список литературы
1. Shalaev V.M., Cai W., Chettiar U. K., Yuan H.-K., Sarychev A. K., Drachev V. P., Kildishev A. V. Negative index of refraction in optical metamaterials // Opt. Lett. — 2005. — V.30. — P. 3356–3358.
2. Smith D. R. and Pendry J. B. Homogenization of Metamaterials by Field Averaging // J. Opt. Soc. Am. B. — 2006. — V. 23.— P. 391–403.
3. Agranovich V. M., Shen Y. R., Baughman R. H., and Zakhidov A. A. Linear and nonlinear wave propagation in negative refraction metamaterials // Phys. Rev. B. — 2004. — V. 69. — P. 165112.
4. Гадомский О. Н., Шалин А. С. Эффект оптического просветления нанокристаллического монослоя и границы раздела двух сред // ЖЭТФ. — 2007. — Т. 132, №10. — P. 870–884.
5. Grigorenko N., Geim A. K., Gleeson H. F., Zhang Y. Nanofabricated media with negative permeability at visible frequencies // Nature. — 2005. — V. 438. — P. 335–338.
6. Zhang S., Fan W., Panoiu N. C., Malloy K. J., Osgood R. M., and Brueck S. R. J. Experimental demonstration of Near-Infrared Negative-Index Metamaterials // Phys. Rev. Lett. — 2005. — V. 95. — P. 137404.
7. J.-Q. Xi, J. K. Kim, E. F. Schubert, D. Ye, T._M. Lu, S.-Y. Lin, J. S. Juneja. Very low-refractive-index optical thin films consisting of an array of SiO<sub>2</sub> nanorods. // Opt. Lett. — 2006. — V. 31. P. 601–603.
8. Mishchenko M. I., Travis L. D., Lacis A. A. Scattering, absorption and emission of light by small particles. — Cambridge: Cambridge university press, 2002. — 457 p.
9. Haarmans M. T., Bedeaux D. The polarizability and the optical properties of lattices and random distributions of small metal spheres on a substrate. // Thin Solid Films. — 1993. — V. 224. — P. 117–131.
10. Mie G. Beitr¨age zur Optik tr¨uber Medien, speziell kolloidaler Metall¨osungen // Ann. Phys. – 1908. — V. 25. — P. 377.
11. Arfken G. B., Weber H. J. Mathematical Methods for Physicists. — New York: Academic Press, 1995. — 1195 p.
12. Taflove A., Hagness S. C. Computational Electrodynamics: The Finite-difference Time-Domain Method. — Boston: Artech House, 2000. — 886 p.
13. Prather D. W., Shi S. Formulation and application of the finite-difference time-domain method for the analysis of axially symmetric diffractive optical elements // J. Opt. Soc. Am. A. — 1999. — V. 16. — P. 1131–1142.
14. Шалин А. С., Моисеев С. Г. Оптические свойства наноструктурных слоев на поверхности подстилающей среды // Оптика и спектроскопия. — 2009. — Т. 106. № 6. — P. 1004–1013.
15. Шалин А. С. Эффективные оптические параметры упорядоченных нанокомпозитов. // Радиотехника и электроника. — 2009. — Т. 54, № 6. — С. 733–741.
16. Shalin A. S. Optical Antireflection of a Medium by Nanostructural Layers // Progress in Electromagnetic Research B. — 2011. — V. 31. — P. 45–66.
17. Борн М. Вольф Э. Основы оптики. — Москва: Наука, 1973. — 720 с.
18. Борен К., Хаффмен Д. Поглощение и рассеяние света малыми частицами. — Москва: Мир, 1986. — 664 с.
19. Mishchenko M. I., Travis L. D., and Lacis A. A.. Scattering, Absorption and Emission of Light by Small Particles. — Cambridge: Cambridge university press , 2002. — 351 p.
20. M. J. Wijers and G. P. M. Poppe. Microscopic treatment of the angular dependence of surface induced optical anisotropy. // Phys. Rev. B. — 1992. — V. 46. P. 7605–7620.
21. G. P. M. Poppe, C. M. J. Wijers, and A. Silfhout. IR spectroscopy of CO physisorbed on NaCl(100): Microscopic treatment // Phys. Rev. B. — 1991. — V. 44. — P. 7917–7929.
22. G. W. Milton: The Theory of Composites. — Cambridge: Cambridge university press, 2004. — 420 p.
Рецензия
Для цитирования:
Шалин А.С., Кадочкин А.С. Метод «мнимой границы» в исследовании оптических свойств упорядоченных наноструктур. Наносистемы: физика, химия, математика. 2012;3(5):76-83.
For citation:
Shalin A.S., Kadochkin A.S. Method of the “imaginary boundary” in the study of the optical properties of ordered nanostructures. Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics. 2012;3(5):76-83. (In Russ.)
Просмотров:
21
Послать статью по эл. почте 