Конференции

64-я Всероссийская научная конференция МФТИ

Список разделов ЛФИ - Секция фотоники и двумерных материалов

На секцию принимаются работы изучающие, фундаментальные и прикладные исследования в области современной фотоники, графена, других двумерных материалов и связанных с ними технологий.

  • Гомогенизация резонансных метаматериалов

    Оптические метаматериалы привлекают большое внимание исследователей уже более двадцати лет. Наибольшие ожидания в этой области всегда были связаны с получением недостижимых в природных материалах оптических свойств. Тем не менее, и сейчас существует много перспективных структур,  свойства которых еще только предстоит детально изучить. В этой работе, мы развиваем эффективный микроскопический подход для расчета материальных параметров искуственных кристаллов и оценки области их достоверности.

  • Топологическая темнота в атомарно тонких пленках дихалькогенидов переходных металлов

    В атомарном масштабе дихалькогениды переходных металлов сами по себе не могут обеспечить желаемый оптический сдвиг фазы, необходимый для большинства оптических устройств. Для решения этой задачи мы предлагаем использовать топологические фазовые особенности за счет нулевого отклика при отражении. Нам удалось продемонстрировать, что вокруг этих точек оптическая фаза быстро меняется, что приводит к желаемому скачку на π.

  • Резонансный оптический отклик квазиупорядоченной системы экситонов в квантовых ям InGaN/GaN

    Мы сообщаем об экспериментальной реализации и теоретическом анализе оптических свойств периодической системы из 100 квантовых ям InGaN, разделенных туннельно-непрозрачными барьерами GaN, так что брэгговский резонанс электромагнитных волн мог быть реализован на частоте экситонов в квантовых ямах. Мы определяем критическое значение беспорядка для структур с квантовыми ямами InGaN.

  • Перенос ультратонких пленок золота с помощью электролиза

    В докладе будет представлен новый метод получения ультратонких пленок золота с использованием электронно-лучевого осаждения в высоком вакууме и техники мокрого переноса аналогичной методу переносу cvd графена. Полученные представленной техникой ультратонкие пленки золота изучены с помощью атомно-силовой и растровой электронной микроскопий, спектральной эллипсометрии, спектрофотометрии и четырех-зондового метода измерения поверхностного сопротивления.

  • 3D creation of various microlenses using two-photon photopolymerization

    In this work, we  designed, optimized and fabricated various surface shapes and composite microlens systems which can be used to develop the performance of optics and photonics components using the technology of DLW that has been applied in commercial NanoScribe. We used confocal microscopy to selectively excite dye molecules as well as in an atomic force microscope for the morphology and surface roughness analysis of the spherical and aspherical microlenses fabricated.

  • Влияние анизотропии и экситонов в слоях MoS2 на чувствительность сенсоров на основе поверхностного плазмонного резонанса

    В докладе будет представлено комплексное исследование чувствительности биосенсоров со вспомогательными слоями MoS2, включая влияние анизотропии и экситонов. Численное моделирование дополнено аналитическими расчетами, позволяющими понять, как чувствительность сенсора зависит от оптических свойств нанесенного на золото слоя. Также показано слабое влияние анизотропии на чувствительность, что обосновывает использование более простой модели с изотропным откликом MoS2 для оценки чувствительности.

  • Оценка термодинамических параметров в низкоразмерных магнетиках при низких температурах.

    В данной работе исследованы некоторые термодинамические свойства системы ферромагнонов для низкоразмерного ферромагнитного образца с учётом влияния поверхности. Низкоразмерные системы отличаются существенной неоднородностью распределения носителей заряда, что сопровождается также неоднородным распределением спиновой плотности. Как следствие этого, поверхностные эффекты в низкоразмерных структурах играют существенную роль

  • Стабильность тонких кристаллов CoPS3 при атмосферных условиях

    В настоящей работе методом спектроскопии комбинационного рассеяния исследуется деградация тонких слоев CoPS3 при нормальных атмосферных условиях. 

  • Моделирование и исследование параметров наноразмерных оптических волноводов нового типа на основе ван-дер-ваальсовых материалов

    В данной работе проводилось моделирование трехмерных нанорзмерных волноводов на основе дихалькогенидов переходных металлов (TMDC) для дальнейшего их изготовления и экспериментального исследования. Было рассмортрено два типа волноводов: IIA и IAI (I - изотропный, A - анизотропный материал), которые демонстрируют повышенную локализацию TM и TE мод, соответственно, и позволяют преодолеть дифракционный предел.

  • Оптимальная асимметрия в детекторах терагерцового излучения, основанных на транзисторах с двумерным каналом

    Одним из подходов в детектировании является использование транзисторов с антенной, подключенной между истоком и затвором, что было рассмотрено в статье Дьяконова и Шура. В то же время известно, что для возникновения фотоотклика в системах без напряжения смещения необходимо существование асимметрии детектора. При этом  рассматриваемый Шуром транзистор геометрически симметричен. В работе мы изучаем возможность увеличения фотоотклика элемента с помощью введения асимметрии положения затвора.

  • Оптические свойства наночастиц на основе дихалькогенидов переходных металлов
    • В работе продемонстрирован синтез сферических наночастиц дисульфидов молибдена и вольфрама методом фемтосекундной лазерной абляции объёмной мишени в деионизированной воде. Полученные наночастицы поддерживают возбуждение экситонных и Ми резонансов в широком спектральном диапазоне и поэтому являются перспективными кандидатами для приложений нанофотоники. К числу таких применений стоит отнести лазерную генерацию, биосенсинг, ряд нелинейно-оптических применений и фототерапию.
  • Исследование оптических констант диселенида и дисульфида олова методом спектроскопической эллипсометрии

    В докладе будут представлены результаты эллипсометрического исследования оптических характеристик слоистого дисульфида и диселенида олова, синтезированных методом химического осаждения из газовой фазы. Эллипсометрические измерения проводились при различных углах падения и в широком спектральном диапазоне, от ультрафиолетового до ближнего инфракрасного излучения .

  • В поисках эффекта Казимира с множественными равновесиями

    В данном докладе, мы представим теоретические результаты, свидетельствующие о возможности создания планарных систем, реализующих не менее двух локальных минимумов вакуумного потенциала. Для этой цели, мы рассматриваем эффект Казимира между тонким зеркалом и подложкой с сильной частотной дисперсией показателя преломления. При определенных условиях, вакуумный потенциал демонстрирует два локальных минимума.

  • Rotation-tunable polaritonic resonances in refractive index-engineered biaxial van der Waals crystal slabs

    Here we demonstrate, for the first time, the formation of resonators in the biaxial vdW crystal MoO3 exhibiting ultra-narrow PhPs resonances (Q~700), as identified by far- and near-field measurements. To that end, we introduce a versatile design based on dielectric engineering of a pristine MoO3 slab placed on top of an Au ribbon grating, which preserves the high quality of the PhP resonances. 

  • Оптические и терагерцовые свойства органических и неорганических нанотрубок

    В работе представлено комплексное исследование одномерных материалов - углеродных и WS2 нанотрубок - методами проспускающей электронной микроскопии, оптической, терагерцовой и рамановской спектроскопии. Такой подход позволил выявить, что данные материалы имеют отличные от 2D-материалов свойства, связанные с квантовым ограничением, кривизной и локализацией.

  • Фонон-поляритоны в одноосных гиперболических материалах со случайными дефектами

    Рассеяние на дефектах является значимым механизмом затухания электромагнитных волн в наноструктурах. В работе получены поправки к дисперсионному соотношению фонон-поляритонов в тонких пленках гиперболических материалов, обусловленные случайными дефектами в пленке, построена модель и выведены формулы, описывающие излучение, рассеяние и измерение гиперболических фонон-поляритонов. Все теоретические результаты были проверены экспериментально на примере специально изготовленных пленок hBN.

  • Вертикальные туннельные транзисторы сo смещенными кристаллическими решетками составных атомарных слоев

    В настоящей работе представлены результаты по исследованию механизмов туннельных переносов электронов для вертикальных транзисторов, состоящих из однослойных, двухслойных графен электродов, атомарно тонких туннельных барьеров BN и инкапсулирующих слоев BN с различными комбинациями смещений кристаллических решеток. 

  • Детальный анализ спектров пропускания электромагнитного излучения среднего ИК диапазона тонкими плёнками искусственного эумеланина

    Наиболее существенным фактором, влияющим на свойства эумеланина, одного из самых распространённых пигментов в животном мире, является уровень его гидратации. В данной работе с помощью метода ИК спектроскопии в области частот 1000 см-1 - 8000 см-1 были исследованы образцы искусственного эумеланина в виде тонких плёнок с вариацией окружающей влажности. 

  • Расчет оптических свойств муаровых метаповехностей с применением Фурье модального метода

    В последние годы тематика твистроники в области физики фотонных структур вызывает особый интерес. Однако проведения численных расчётов для муаровых решеток затруднено в связи со значительным увеличением элементарной ячейки составной структуры. В данной работе разработана модификация Фурье модального метода для моделирования систем с муаровым узором и продемонстрирован ряд интересных физических эффектов, возникающих в таких структурах.

  • Одномерные Ван-дер-Ваальсовы гетероструктуры: новый перспективный материал для оптоэлектроники

    В данном докладе будет представлено текущее состояние экспериментальных исследований ТГц свойств квазиодномерных (1D) материалов, таких как нанотрубок и 1D Ван-дер-Ваальсовых гетероструктур на их основе. Данные материалы обладают уникальными оптоэлектронными свойствами, которые могут быть использованы в наноэлектронике и в устройствах ТГц диапазона.

    .

  • Ионно-лучевой метод создания серебряных наноструктур для сенсорных приложений

    В работе представлены результаты исследования плазмонных свойств ансамблей наночастиц серебра ~ 45 нм, сформированных из серебряной пленки с использованием ионно-лучевой модификации. Оптическая спектроскопия показала, что полученные ансамбли наночастиц серебра сохраняют стабильные плазмонные свойства не менее 39 дней и обладают высоким коэффициентом усиления, который сохраняется в течении более чем одного месяца хранения в окружающей атмосфере. 

  • Понижение порога оптического переключения суб-ТГц/ТГц свойств метаповерхностей из VO2 и Au.

    В данном докладе рассматриваются методы оптимизации процесса переключения терагерцовых свойств метаповерхностей на основе оксида ванадия и золота. По результатам работы удалось существенно снизить порог оптического переключения метаповерхностей лазерным излучением УФ и ближнего ИК диапазона, что позволяет преодолеть существующие ограничения в разработке динамически программируемых ТГц устройств на основе метаповерхностей.

  • Температурные зависимости спектров комбинационного рассеяния света для дисульфида титана

    Experimental observations of the temperature dependence of Raman spectra of Titanium Disulfide 

  • Анализ свойств меланина в радиочастотном диапазоне методом DRT

    Меланины являются одним из перспективных семейств биоразлагаемых материалов природного происхождения для разработки биоэлектронных устройств. Однако механизм их электропроводности все еще остается предметом обсуждения.
    Настоящее исследование посвящено анализу времен релаксаций чистого и легированного ионами медьи синтетического эумеланина в зависимости от степени гидратации в широком радиочастотном диапазоне 0.1 Гц - 5 МГц.

  • Сильная поляризационная чувствительность в металл-графен-металлических ИК детекторах

    В работе изучен поляризационно-зависимый фотоотклик CVD графеновых детекторов с различными контактными парами (Au-Cr, Cr-Ti и Au-Ti) на длине волны 8,6 мкм. Устройство с Au-Ti контактами демонстрирует самый широкий диапазон затворных напряжений, в котором сигналы с противоположных контактов суммируются. Обнаружена сильная поляризационная чувствительность устройства, а вращение поляризации приводит к изменению знака фотонапряжения, демонстрируя наличие конкурирующих механизмов фотодетектирования.

  • Оже-рекомбинация в сильных электромагнитных полях

    Теоретически исследовано влияние перестройки зонной структуры полупроводников в сильных электромагнитных полях на темп оже-рекомбинации. Показано, что появление реплик зон, отстоящих от них на ħΩ, снимает ограничения со стороны законов сохранения и приводит к быстрой рекомбинации даже в тех материалах, в которых она была вообще запрещена.

  • Гибридные структуры металл-диэлектрик-металл для применения в ГКР

    В данной работе экспериментально исследуются  структуры Si/Au/SiO2 с монослойным CVD графеном и ультратонкими пленками золота вблизи порога перколяции. Возникающие эффекты усиления поля характеризуются с помощью снятия сигнала ГКР от красителя Crystal Violet

  • Изучение оптически-индуцированного спинового эффекта Холла в структуре феррит-гранат/топологический изолятор.

    Работа посвящена исследованию обратного спинового эффекта Холла в
    структурах феррит-гранат/топологический изолятор. Исследована генерация спинового
    тока, основанная на спиновом эффекте Зеебека, благодаря лазерному нагреванию образцов в
    внешнем магнитном поле. Изучено влияние толщины топологического изолятора на оптически-индуцированное напряжение обратного спинового эффекта Холла.

  • Спектральная эллипсометрия атомарно тонких кристаллов

    Методами механического расщепления и «сухого» переноса на основе полимерных пленок, изготовлены гетероструктуры, состоящие из атомарных слоев гексагонального нитрида бора и графена. Изготовленные образцы охарактеризованы методами спектроскопии комбинационного рассеяния и атомно-силовой микроскопии. Было показано, что слои графена имеют толщину ровно один атом, и что их загрязненность незначительна. Оптический отклик от полученных образцов изучался методом спектральной эллипсометрии.

  • Терагерцовая-инфракрасная спектроскопия колебательных состояний ионов лития, локализованных в наноразмерных порах фуллеренов

    В настоящей работе были проведены исследования системы, состоящей из эндофуллеренов изотопов катионов лития (6Li+, 7Li+), окруженных ионами PF6 - 6Li@C60(PF6) и 7Li@C60(PF6). Подобные объекты Li@C60 позволяют искать и исследовать новые состояния квантовых систем с электро-дипольным взаимодействием.

  • Симметрийно-защищённые ССК в двумерно-периодической плазмон-волноводной структуре

    Целью данной работы являлось создание плазмонных наноструктур с двумерной периодичностью на поверхности волновода для изучения оптических свойств ССК. Периодичность в двух направлениях дает большую степень свободы для точной подстройки геометрии структуры для возбуждения широкого спектра оптических резонансов, по сравнению с одномерным случаем. Возбуждение гибридных плазмон-волноводных решёточных резонансов в данной структуре, предположительно, позволяет наблюдать один из типов ССК.

  • Изучение нового поколения кремниевых волноводов с помощью ближнепольной оптической микроскопии

    Кремний уже давно является лидирующим материалом используемым при создании интегральных фотонных схем. В этой работе проведено исследование и теоретический анализ нового типа кремниевых волноводов, с использованием анизотропных ван дер ваальсовых материалов. 

  • Поверхностные волны на границе раздела одноосного анизотропного материала и изотропного

    В работе предоставляется расчет дисперсионного соотношения для поверхностных волн на границе раздела изотропного материала и одноосного изотропного материала, ось которого направлена под некоторым углом к перпендикуляру границе раздела сред.

  • Исследование дипольных моментов плазмонных и диэлектрических резонансных мета-атомов

    Предлагается применение наноантенн в качестве мета-атомов. Предложен косвенный метод вычисления дипольного момента перехода для наночастицы. Получены зависимости резонансных частот и дипольных моментов наночастиц от радиусов.

  • Исследование ультра-сильной связи между плазмонными мета-атомами и оптическим излучением.

      Ультра-сильная связь между излучением и веществом допускает множество различных интересных явлений. Мы рассмотрим систему, в которой возможно достижение этого режима в комнатных условиях, обсудим, каким квантовым Гамильтонианом она описывается, а также найдем его собственные значения, верхний и нижний поляритоны.

  • Механизмы охлаждения носителей заряда в двухслойном графене

    Были рассчитаны мощности охлаждения нагретых электронов в двухслойном графене посредством акустических, оптических и поверхностных полярных фононов. Выли рассчитаны энергетические времена релаксации. Полученные расчеты были сравнены с экспериментальными данными.

  • Оптические свойства полупроводниковых композитов

    В данной работе были представлены результаты исследования оптических свойств полупроводниковых двумерных нанокристаллов теллурида кадмия в структуре полимерного диэлектрического композита при воздействии внешнего электрического поля. Изучены оптические свойства полупроводниковых композитов на основе  углеродных нанотрубок. Продемонстрирована возможность создания полупроводникового тонкого композитного оксидного слоя CuO на поверхности медных пленок методом УФ–озонирования.

  • Проявления нелокальной проводимости в ближнепольной микроскопии

    В  нашей работе мы изучаем, как нелокальность проводимости двумерной системы влияет на интенсивность излучения,  рассеянного зондом ближнепольного микроскопа.Мы предлагаем метод определения режима транспорта носителей заряда с использованием зонда с высокой чувствительностью к пространственному распределению зарядов и токов в материале.  Мы получили, что зависимость переизлученной мощности от высоты различна для разных режимов переноса заряда в 2d-системе.

  • Послойный анализ металл-оксидных пленок методом РФЭС

    Данная работа посвящена исследованию субоксидных пленок определенной структуры на поверхности атмосферно окисленных металлов, полученных методом ионного распыления. Контроль толщины, фазового и химического состава пленки осуществлялся методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии.

  • Кремниевая полностью диэлектрическая метаповерхность на пленке феррита-граната для магнитооптической модуляции света в ближнем ИК-диапазоне

    В данной работе разработана и изготовлена полностью диэлектрическая кремниевая структура на основе железо-диспрозиевого граната, активированного церием, получены оптические и магнитооптические спектры структуры, исследовано влияние управляемых ТМ мод на величину TMOKE, показана независимость наблюдаемого эффекта от полярного угла вращения.

  • InGaS3, oптические и электронныe свойствa

    В настоящей работе представлены результаты исследований оптических и электронных свойств новой стехиометрической фазы кристаллов InGaS3 с гексагональной кристаллической решеткой, в частности, электронная плотность состояний (еDOS), электронная зоннaя структура, показатель преломления, коэффициент экстинкции, спектры КР, и спектры отражения-пропускания