УДК 544.174.5; 535.016; 548.41
А. Ю. Ш е н к а р е н к о
СПЕКТРЫ ПЛОСКИХ ДЕФЕКТОВ
В 3D-ФОТОННОМ КРИСТАЛЛЕ
Приведены результаты экспериментальных исследований спек-
тров плоских дефектов в фотонном кристалле, которые наблю-
дались как при отражении, так и при прохождении света. Пред-
ложена модель дефекта и получена формула для энергии кванта
возбуждения. Выполнены числовые оценки этой величины, кото-
рые находятся в согласии с экспериментальными данными. Разра-
ботан метод определения размеров дефектов из анализа спектров
рассеяния света.
Главная особенность качественных оптических фотонных кристал-
лов (ФК) связана с возможностью возникновения запрещенных зон
для всех трех направлений распространения электромагнитного излу-
чения внутри ФК. Последнее приводит к локализации, и, следователь-
но, к возможности управления электромагнитной волной посредством
ФК. Поэтому выявления отклонений от идеального фотонного кри-
сталла и исследование кристаллов с дефектами является актуальной
задачей изучения этого нового объекта оптики [1–3].
Целью работы было изучение спектральных характеристик дефек-
тов реального трехмерного ФК на основе опаловой матрицы. Иссле-
дование дефектов в ФК является актуальной задачей как в случае
гомогенных образцов, так и для образцов, наполненных различными
веществами. В случае заполнения межсферных пустот в таких услови-
ях ФК представляет собой 3D-решетку, параметрами которой можно
управлять, например, внешними электромагнитными полями, а также
другими воздействиями.
Современные технологии получения ФК не позволяют создавать
бездефектные образцы, имеющие идеальную ГЦК решетку в пределах
всего объема образца. Дефекты в образцах могут быть нескольких ти-
пов. Наиболее полный набор различных дефектов содержат поликри-
сталлы; такие образцы исследовались в настоящей работе. Во-первых,
отдельные кристаллиты могут иметь разные значения постоянной кри-
сталлической решетки, связанные с различием диаметров сфер, обра-
зующих ГЦК структуру и, во-вторых, возможностью замены на близ-
кую к ней ГПУ структуру. В-третьих, отдельные кристаллиты могут
стыковаться так, что их общая плоская граница будет соответствовать
кристаллическим плоскостям с разными наборами индексов Милле-
ра для соседних кристаллитов. В-четвертых, возможно наличие более
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2006. № 3
85
