Метаматериалы и системы для управления поляризацией терагерцового излучения и для формирования неотражающих покрытий

Институт физики полупроводников СО РАН

В.Я. Принц,1 Е.В. Наумова,1 С.В. Голод,1 В.А. Селезнев,1 А.А. Бочаров,1 А.Е. Гайдук,1 В.В. Кубарев2

1Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН

2Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН

Электромагнитные метаматериалы – искусственно структурированные материалы с необычными свойствами, которые отсутствуют у природных материалов. Известен особый интерес к терагерцовым метаматериалам из-за отсутствия стандартных элементов управления излучением. В работах представлены результаты формирования оригинальных терагерцовых (рис. а-г) и микроволновых киральных метаматериалов с прецизионными трехмерными микро- и нанорезонаторами заданной геометрии. Объединение технологии сворачивания напряженных полупроводниковых пленок и трехмерной печати позволило разработать новые классы гибридных киральных метаповерхностей. Развитые подходы к формированию метаматериалов отличают широкая свобода выбора материалов и геометрии элементов, высокая воспроизводимость, масштабируемость, при этом прецизионные резонансные элементы формируются параллельно на большой площади. Это перспективно для массового производства структур, позволяющих управлять поляризацией электромагнитного излучения от радиодиапазона до оптического.

Рис. a-в) Полученные с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ) изображения изготовленных из напряженных тонких пленок массивов (а) полуколец, (б) разрезных колец и (в) спиралей. г) Схема сворачивания трубки со спиральными резонаторами и СЭМ–изображение сформированного метаматериала на подложке GaAs. д) Схема многолучевой интерференции Фабри-Перо и измеренные спектры для системы в виде массива параллельных спиралей на двух слоях GaAs (трубки со спиральными резонаторами-GaAs-воздух-GaAs). Терагерцовое излучение поляризовано перпендикулярно осям спиралей E┴.

Публикации:

  1. V.Ya. Prinz, E.V. Naumova, S.V. Golod, V.A. Seleznev, A.A. Bocharov, V.V. Kubarev, Terahertz metamaterials and systems based on rolled-up 3D elements: designs, technological approaches, and properties. Scientific Reports. Vol. 7, id. 43334, 2017. IF= 4.6
  2. S.V. Golod, V.A. Seyfi, A.F. Buldygin, A.E. Gayduk, V.Ya. Prinz, Large-Area 3D-Printed Chiral Metasurface Composed of Metal Helices. Advanced Optical Materials, Vol. 6, No. 19, id. 1800424, 2018. IF= 8.2