Plasmon polaritons of the TE and TM types in a metal film bordering a superlattice. III. Plasmon polaritons in bilayer superlattices

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

The paper theoretically investigates TE and TM polarized surface plasmon polaritons in a metal film in contact with a semi-infinite periodic superlattice formed by alternating layers of two materials. It is shown that in a certain case, the frequency dependence of the impedances of such a bilayer superlattice can be of only two types out of three possible types of dependencies. The dispersion curves TE and TM of surface plasmon polaritons in a silver film have been calculated for a number of structures consisting of various combinations of bilayer superlattices containing layers of quartz and titanium oxide. The calculation results are compared with the conclusions of the general theory on the maximum number of surface plasmon polaritons. The effect of the absorption of electromagnetic waves in the film on the characteristics of surface plasmon polaritons is analyzed.

全文:

受限制的访问

作者简介

A. Darinskii

National Research Complex “Kurchatov Institute”

编辑信件的主要联系方式.
Email: Alexandre_Dar@mail.ru

Shubnikov Institute of Crystallography, Kurchatov Complex of Crystallography and Photonics

俄罗斯联邦, Leninskii prospekt 59, Moscow 119333

参考

  1. Даринский А.Н. // Кристаллография. 2024. Т. 69. № 6. С. 1018. https://doi.org/10.31857/S0023476124060123
  2. Даринский А.Н. // Кристаллография. 2024. Т. 69. № 6. С. 1029. https://doi.org/10.31857/S0023476124060136
  3. Yariv А., Yeh P. Photonics: Optical Electronics in Modern Communications. 6th ed. Oxford University Press, 2007. 850 p.
  4. Басс Ф.Г., Булгаков А.А., Тетервов А.П. Высокочастотные свойства полупроводников со сверхрешетками. М.: Наука, 1989. 288 с.
  5. Shuvalov A.L., Poncelet O., Golkin S.V. // Proc. R. Soc. A. 2009. V. 465. P. 1489. http://dx.doi.org/ doi: 10.1098/rspa.2008.0457
  6. Pavlichenko I., Exner A., Lugli P. et al. // J. Intell. Mater. Syst. Struct. 2012. V. 24. P. 2204. https://doi.org/10.1177/1045389X12453970
  7. Mbakop F.K., Djongyang N., Raïdandi D. // J. Eur. Opt. Soc.-Rapid Publ. 2016. V. 12. P. 1. https://doi.org/10.1186/s41476-016-0026-4
  8. Saravanan S., Dubey R.S. // Nanosyst.: Phys., Chem., Math. 2019. V. 10. P. 63. https://doi.org/10.17586/2220-8054-2019-10-1-63-69
  9. Романова В.А., Матюшкин Л.Б., Мошников В.А. // Физика и химия стекла. 2018. Т. 44. С. 11. https://doi.org/10.1134/S1087659618010108
  10. Mbakop F.K., Tom A., Dadjé A. et al. // Chin. J. Phys. 2020. V. 67. P. 124. https://doi.org/10.1016/j.cjph.2020.06.004
  11. https://refractiveindex.info
  12. Sarkar S., Gupta V., Kumar M. et al. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2019. V. 11. P. 13752. https://doi.org/10.1021/acsami.8b20535
  13. Lemarchand F. Private communications. 2013.
  14. Yang H.U., D'Archangel J., Sundheimer M.L. et al. // Phys. Rev. B. 2015. V. 91. P. 235137. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.91.235137
  15. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Электродинамика сплошных сред. 2-е изд., испр. М.: Наука, 1982. 621 с.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
2. Fig. 1. TE-SPP in the second upper band gap of the SiO2/TiO2 SL. Lines 1 and 2 are two branches of TE-SPP in the Ag film placed between the SL with an outer TiO2 layer 0.4 μm thick and the SL with an outer SiO2 layer 0.04 μm thick. Line 3, passing just below line 2, is a branch of TE-SPP in the Ag film at the boundary between the SL with an outer SiO2 layer 0.4 μm thick and vacuum. Lines 4 and 5 are the band boundaries. Gray areas are other zones.

下载 (92KB)
3. Fig. 2. TM-SPP in the lower and first upper band gaps of the SiO2/TiO2 SL. The Ag film is located between the SL with the outer TiO2 layer of 0.4 μm thickness and the SL with the outer SiO2 layer of 0.04 μm thickness. Lines 1 and 2 are two branches of TM-SPP in the lower band gap. Lines 3 and 4 are two branches of TM-SPP in the first upper band gap. The upper boundary of the lower and the lower boundary of the first upper band gaps practically coincide (line 5). Line 6 is the upper boundary of the first upper band gap. Gray areas are other bands.

下载 (100KB)
4. Fig. 3. The ratio of the imaginary part k'' of the wavenumber to its real part k' for the TE-SPP in the second upper band gap (a) and for the TM-SPP in the lower and first upper band gaps (b) of the SiO2/TiO2 SL taking into account the absorption in the Ag film. Lines 1–3 in Fig. 3a are the frequency dependence of the attenuation of the TE-SPP of branches 1–3 in Fig. 1, respectively. Lines 1–4 in Fig. 3b are the frequency dependence of the attenuation of the TM-SPP of branches 1–4 in Fig. 2, respectively.

下载 (134KB)
5. Fig. 4. The fraction of energy concentrated in the Ag film, depending on the frequency of the TM-PPP, the dispersion curves of which are shown in Fig. 2. The numbering of the curves is the same as in Fig. 2.

下载 (69KB)
6. Fig. 5. Dependence of the electric field Ex of the slow and fast TM-SPP on the distance z to the boundary with the film in the lower forbidden zone (lines 1 and 2). In Fig. 2, these SPPs correspond to dispersion curves 1 and 2. We assume that z = 0 is the boundary of both CPs.

下载 (81KB)
7. Fig. 6. Frequency dependence of approximate values ​​of k''/k' for TM-PPP, the dispersion curves of which are shown in Fig. 2. The numbering of the curves is the same as in Fig. 2.

下载 (64KB)
8. Fig. 7. TE-SPP in the second forbidden band of the SiO2/TiO2 SL. In both SLs, between which the Ag film is located, the outer layer is a 0.08 μm thick TiO2 layer. The film thickness is 25 nm. Line 1 is the upper boundary of the band, 2 and 3 are the dispersion dependences of the slow and fast TE-SPP, respectively. The lower boundary of the band is not shown.

下载 (88KB)

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».