| 0 |
|
Искусственные материалы с субволновой структурой имеют множество необычных оптических свойств. Новая разновидность подобного метаматериала была сконструирована Хайме Ривасом (Jaime Gómez Rivas) и его коллегами из Института атомной и молекулярной физики (AMOLF) и Технологического института в Эйндховене (Нидерланды), и состоит из мельчайших алюминиевых пирамид, избирательно излучающих свет с разными длинами волн в разных направлениях. Это качество, по мнению авторов, будет полезно для улучшения направленности излучения микроскопических светодиодов.
У естественных материалов магнитная поляризуемость намного слабее электрической. Исследователям удалось значительно повысить магнитную поляризуемость наночастиц, варьируя их размеры и форму. Численное моделирование свойств для разных форм позволило им остановиться на усеченной алюминиевой пирамиде. В основании она имеет форму квадрата со стороной 150 нм, а на высоте 150 нм сужается до 70 нм. Такой объект дает довольно сложный отклик на электромагнитную волну, но, к примеру, для красного света, распространяющегося вдоль вертикальной оси пирамидки, его магнитная поляризуемость практически равна электрической.
Ученые создали на силикатной основе массив из таких нанопирамид с шагом 400 нм. Все это было покрыто слоем полистирена с примесью органического красителя. При возбуждении синим лазером этот краситель испускал красный свет.
Поведение синтезированного метаматериала тестировалось в диапазоне волн от 550 до 700 нм. При 660 нм массив оказался полностью непрозрачен, поскольку каждая алюминиевая пирамида эффективно поглощала свет с этой длиной волны, преобразуя его в локализованные поверхностные колебания — плазмоны. На 600 нм материал был почти прозрачен: коллективное рассеивание света решеткой пирамид порождало в ее плоскости стоячую электромагнитную волну, которая облегчала прохождение света. И, наконец, при достижении 580 нм проницаемость снова ухудшалась из-за взаимодействия плазмонного резонанса с решеточным рассеиванием, усиливающего преобразование световой энергии в электронные колебания.
При возбуждении молекул красителя синим лазером, пирамидки направляли красный свет, излучаемый органическим пигментом, асимметрично усиливая его рассеиванием на решетке и плазмонным резонансом.
Вверх излучался свет с максимумом интенсивности на 660 нм и минимумом на 580 нм, для излучения в обратном направлении картина была противоположная. Численное моделирование подтвердило результаты наблюдения.
Статья по итогам работы опубликована в журнале Physical Review Letters.
Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI
| 0 |
|
