УДК 535.2, 537.1, 539.21
ВЛИЯНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ НАНОВКЛЮЧЕНИЙ
И ПОВЕРХНОСТИ НА СПЕКТР ВОЗБУЖДЕНИЙ
В ФОТОННОМ КРИСТАЛЛЕ
Н.И. Юрасов
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Российская Федерация
e-mail:
Получено дисперсионное уравнение для возбуждений одномерного фотонного
кристалла электромагнитной волной на основе метода связанных волн. Фурье-
компоненты диэлектрической функции промоделированы для фотонного кри-
сталла с учетом его поверхностной структуры и включений, имеющих от-
рицательную диэлектрическую проницаемость. Выведена формула, связываю-
щая размер отверстия поверхностной поры с диаметром глобул, образующих
кристаллическую структуру. Исследованы решения дисперсионного уравнения
для случаев незаполненного и заполненного фотонного кристалла. В послед-
нем случае в поры были введены металлические нановключения. Показано, что
в первом случае кратные корни дисперсионного уравнения отсутствуют. Во
втором — были обнаружены кратные корни, являющиеся точками поворота.
Проанализировано влияние включений диаметром 1. . . 32 нм. Размеры металли-
ческих нановключений определялись размерами пор для глобулярного фотонного
кристалла с брэгговским максимумом отражения в видимой части спектра.
Учтено поглощение света такими частицами.
Ключевые слова
:
возбуждения, круговая поляризация, фотонный кристалл, ме-
таллические нановключения, точки поворота.
INFLUENCE OF METAL NANOINCLUSIONS AND THE SURFACE
ON THE EXCITATION SPECTRUM IN THE PHOTONIC CRYSTAL
N.I. Yurasov
Bauman Moscow State Technical University, Moscow, Russian Federation
e-mail:
The dispersive equation for one-dimensional photonic crystal excitations by an
electromagnetic wave is derived using the method of the coupled waves. Fourier
components of dielectric function are simulated for the photonic crystal taking into
account its surface structure and the inclusions with negative dielectric permeability.
A dependence of the surface pore hole size on diameter globules forming crystal
structure is derived. Solutions of the dispersive equation for the unfilled and filled
photonic crystals are studied. It is shown that multiple roots of the dispersive equation
are absent in the former case. In the latter case metal nanoinclusions were introduced
into the pores and the multiple roots which are turn points were found. Influence of
inclusions with a diameter of 1. . . 32 nanometers was analysed. The sizes of metal
nanoinclusions depend on the sizes of the pores for the globular photonic crystal
with the Bragg reflection maximum in the visible. Light absorption of such particles
was considered.
Keywords
:
excitations, circular polarization, photonic crystal, metallic nanoparticles,
turn points.
В конденсированной среде, которой является фотонный кристалл
(ФК), электромагнитное поле переносится различными элементарны-
ми возбуждениями. В случае нескольких видов возбуждений возможно
40
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2014. № 4
