УДК 535.361
РЕЗОНАНСНЫЕ ГЛОБУЛЯРНЫЕ ФОТОННЫЕ КРИСТАЛЛЫ,
ЗАПОЛНЕННЫЕ НАНОЧАСТИЦАМИ Al
2
O
3
:(Cr
3+
)
В.С. Горелик
1
,
2
,
А.В. Пудовкин
1
1
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия
e-mail:
2
Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, Москва, Россия
Решена задача теоретического и экспериментального исследования резонанс-
ных глобулярных фотонных кристаллов на примере опаловых матриц, запол-
ненных наночастицами
Al
2
O
3
: (Cr
3+
)
. Объектом исследования являлись искус-
ственные опалы, с различными диаметрами глобул (200, 290 и 340 нм) при фик-
сированной концентрации ионов хрома. Присутствие ионов хрома приводило
к резонансу диэлектрической проницаемости нанокомпозитной среды на длине
волны 694,3 нм. Установлено, что в зависимости от диаметра изменяется по-
ложение резонансной дисперсионной ветви в исследуемых кристаллах. В част-
ности, при диаметре глобул, равном 290 нм, резонансный уровень находится в
стоп-зоне нанокомпозитного фотонного кристалла.
Ключевые слова
:
фотонный кристалл, хром, ион, резонанс, запрещенная зона,
групповая скорость, спектр, коэффициент преломления.
RESONANCE GLOBULAR PHOTONIC CRYSTALS FILLED
WITH Al
2
O
3
:(Cr
3+
) NANOPARTICLES
V.S. Gorelik
1
,
2
,
A.V. Pudovkin
1
1
Bauman Moscow State Technical University, Moscow, Russia
e-mail:
2
Lebedev Physical Institute, RAS, Moscow, Russia
A problem of theoretical and experimental research of resonance globular photonic
crystals is solved by example of opal matrices filled with
Al
2
O
3
: (Cr
+
3
)
nanoparticles.
The artificial opals with different-diameter globules (200, 290, and 340 nm) at fixed
concentration of chromium ions were objects for investigations. The presence of
chromium ions led to a resonance of the nanocomposite medium permittivity at
a wavelength of 694.3 nm. It is found that a position of the resonance dispersion
branch in the crystal under study changes depending on a diameter of the globules.
In particular, the resonant level is in the bandgap of the nanocomposite photonic
crystal at a globule diameter of 290 nm.
Keywords
:
photonic crystal, chromium, ion, resonance, bandgap, group velocity,
spectrum, refractive index.
Фотонные кристаллы — это особый тип структур с периодически
изменяющейся диэлектрической проницаемостью в пространстве. Ха-
рактерным свойством фотонных кристаллов является наличие в их
спектре так называемых запрещенных зон, в спектральной области
которых электромагнитные волны испытывают полное отражение.
В данной работе решалась задача анализа спектров глобулярных
фотонных кристаллов, заполненных резонасной средой, характеризу-
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2013. № 2
43
