Нанокомпозиты, в которых поперечная и продольная составляющие тензора диэлектрической (ε) и/или магнитной (μ) проницаемостей имеют противоположные знаки называют гиперболическими метаматериалами. Огромный интерес подобные материалы представляют благодаря тому, что в гиперболической среде возможно отрицательное преломление, усиление комбинационного рассеяния, а также преобразование ближнего поля объекта в изображение в дальнем поле, что позволяет преодолеть дифракционный предел [1].
В нашей группе совместно с сотрудниками группы д.ф.-м.н. Т.В. Мурзиной (физический факультет МГУ) были получены и всесторонне изучены нанокомпозиты, проявляющие свойства гиперболических метаматериалов. Образцы были сформированы с помощью темплатного электроосаждения золота в пористую матрицу анодного оксида алюминия [2]. На оптических спектрах полученного массива металлических наностержней в диэлектрической матрице наблюдаются два минимума пропускания, соответствующих возбуждению плазмонов поперёк и вдоль длинной оси стержней. Эти особенности соответствуют точкам ENP (Epsilon Near Pole, полюс диэлектрической проницаемости) и ENZ (Epsilon Near Zero, смена знака ε), которые возникают вследствие гиперболического закона дисперсии.
Для управления оптическими свойствами гиперболических метаматериалов с помощью внешних полей на поверхность нанокомпозита была напылена тонкая никелевая плёнка [3]. Показано, что увеличение плотности состояний в окрестности точки ENP приводит к значительному усилению эффекта Фарадея. При этом в случае магнето-плазмонных Ni/Au наностурктур положением точки ENZ можно управлять при помощи внешнего магнитного поля.
Работа выполнена при поддержке Российского Фонда Фундаментальных Исследований (грант № 18-03-01237) и гранта Президента РФ (MK-5704.2018.2).
[2] А.Р. Помозов, И.А. Колмычек, Е.А. Ганьшина, О.Ю. Волкова, А.П. Леонтьев, К.С. Напольский, Т.В. Мурзина. Оптические эффекты в магнитных гиперболических метаматериалах // ФТТ, 2018, т. 60, стр. 2224–2228. DOI: 10.21883/FTT.2018.11.46667.09NN.