Anomal'naya pikosekundnaya dinamika opticheskogo propuskaniya gibridnoy metapoverkhnosti Au-Bi:YIG

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Методом фемтосекундной спектроскопии с временным разрешением “зонд-накачка” изучена суб- и пикосекундная динамика оптического отклика металл-диэлектрической метаповерхности на основе золотых наносфер, помещенных в слой висмутзамещенного железо-иттриевого граната. Показано, что плазмонные моды такой метаповерхности демонстрируют динамику, характерную для объемного золота, в то время как для поляритонной моды наблюдается замедление релаксации на несколько пикосекунд. Отличие связано с детектированием пучком зонда различных процессов на длинах волн плазмонной и поляритонной мод.

References

  1. A. I. Kuznetsov, A.E. Miroshnichenko, M. L. Brongersma, Y. S. Kivshar, B. S. Luk'yanchuk, Sciense 354, aag2472 (2016).
  2. M.R. Shcherbakov, S. Liu, V.V. Zubyuk, A. Vaskin, P.P. Vabishchevich, G. Keeler, T. Pertsch, T.V. Dolgova, I. Staude, I. Brener, and A.A. Fedyanin, Nat. Commun. 8, 17 (2017).
  3. N. Meinzer, W. L. Barnes, and I.R. Hooper, Nature Photon. 8, 889 (2014).
  4. D. Rodrigo, A. Tittl, N. Ait-Bouziad, A. John-Herpin, O. Limaj, C. Kelly, D. Yoo, N. J. Wittenberg, S.-H. Oh, H.A. Lashuel, and H. Altug, Nat. Commun. 9, 2160 (2018).
  5. D. Ray, T.V. Raziman, C. Santschi, D. Etezadi, H. Altug, and O. J. F. Martin, Nano Lett. 20, 8752 (2020).
  6. Z. Wang, Y. Xiao, K. Liao, T. Li, H. Song, H. Chen, S.M. Z. Uddin, D. Mao, F. Wang, Z. Zhou, B. Yuan, W. Jiang, N.K. Fontaine, A. Agrawal, A.E. Willner, and X. Hu, Nanophotonics 11, 3531 (2022).
  7. A. S. Ustinov, A. S. Shorokhov, and D.A. Smirnova, JETP Lett. 114, 719 (2021).
  8. S. Makarov, A. Furasova, E. Tiguntseva, A. Hemmetter, A. Berestennikov, A. Pushkarev, A. Zakhidov, and Y. Kivshar, Adv. Opt. Mater. 7, 1800784 (2019).
  9. C. Wu, H. Yu, S. Lee, R. Peng, I. Takeuchi, and M. Li, Nat. Commun. 12, 1 (2021).
  10. X. Zhang, Y. Zhou, H. Zheng, A.E. Linares, F.C. Ugwu, D. Li, H.-B. Sun, B. Bai, and J.G. Valentine, Nano Lett. 21, 8715 (2021).
  11. K. I. Okhlopkov, A. Zilli, A. Tognazzi, D. Rocco, L. Fagiani, E. Mafakheri, M. Bollani, M. Finazzi, M. Celebrano, M.R. Shcherbakov, C.D. Angelis, and A.A. Fedyanin, Nano Lett. 21, 10438 (2021).
  12. F. Qin, L. Ding, L. Zhang, F. Monticone, C.C. Chum, J. Deng, S. Mei, Y. Li, J. Teng, M. Hong, S. Zhang, A. Alu, and C.-W. Qiu, Sci. Adv. 2, e1501168 (2016).
  13. А.Д. Гартман, А.С. Устинов, А.С. Шорохов, А.А. Федянин, Письма в ЖЭТФ 114, 509 (2021).
  14. S. Lepeshov and A. Krasnok, Nat. Nanotechnol. 16, 615 (2021).
  15. D.O. Ignatyeva, D.M. Krichevsky, V. I. Belotelov, F. Royer, S. Dash, and M. Levy, J. Appl. Phys. 132, 100902 (2022).
  16. A.V. Chetvertukhin, A. I. Musorin, T.V. Dolgova, H. Uchida, M. Inoue, and A.A. Fedyanin, J. Magn. Magn. Mater. 383, 110 (2015).
  17. A. I. Musorin, A.V. Chetvertukhin, T.V. Dolgova, H. Uchida, M. Inoue, B. S. Luk'yanchuk, and A.A. Fedyanin, Appl. Phys. Lett. 115, 151102 (2019).
  18. S. Abdollahramezani, O. Hemmatyar, M. Taghinejad, H. Taghinejad, Y. Kiarashinejad, M. Zandehshahvar, T. Fan, S. Deshmukh, A.A. Eftekhar, W. Cai, E. Pop, M.A. El-Sayed, and A. Adibi, Nano Lett. 21, 1238 (2021).
  19. V. Zubyuk, L. Carletti, M. Shcherbakov, and S. Kruk, APL Mat. 9, 060701 (2021).
  20. P.A. Shafirin, V.V. Zubyuk, A.A. Fedyanin, and M.R. Shcherbakov, Nanophotonics 11, 4053 (2022).
  21. A. Basiri, Md Z.E. Rafique, J. Bai, S. Choi, and Y. Yao, Light Sci. Appl. 11, 102 (2022).
  22. Y. Wu, L. Kang, H. Bao, and D.H. Werner, ACS Phot. 7, 2362 (2020).
  23. M. Mayer, M. J. Schnepf, T.A. F. K¨onig, and A. Fery, Adv. Opt. Mater. 7, 1800564 (2019).
  24. J. Wang, A. Coillet, O. Demichel, Z. Wang, D. Rego, A. Bouhelier, P. Grelu, and B. Cluzel, Light Sci. Appl. 9, 50 (2020).
  25. V.G. Kravets, A.V. Kabashin, W. L. Barnes, and A.N. Grigorenko, Chem. Rev. 118, 5912 (2018).
  26. C.-K. Sun, F. Vall'ee, L.H. Acioli, E.P. Ippen, and J.G. Fujimoto, Phys. Rev. B 50, 15337 (1994).
  27. R. Groeneveld, R. Sprik, and A.D. Lagendijk, Phys. Rev. B 51, 11433 (1995).
  28. N. Del Fatti, R. Bouffanais, F. Vall'ee, and C. Flytzanis, Phys. Rev. Lett. 81, 922 (1998).
  29. I.A. Novikov, M.A. Kiryanov, P.K. Nurgalieva, A.Yu. Frolov, V.V. Popov, T.V. Dolgova, and A.A. Fedyanin, Nano Lett. 20, 8615 (2020).
  30. V.V. Zubyuk, P.P. Vabishchevich, M.R. Shcherbakov, A. S. Shorokhov, A.N. Fedotova, S. Liu, G. Keeler, T.V. Dolgova, I. Staude, I. Brener, and A.A. Fedyanin, ACS Photonics 6, 2797 (2019).
  31. G.V. Hartland, Chem. Rev. 111, 3858 (2011).
  32. H. Harutyunyan, A.B. F. Martinson, D. Rosenmann, L.K. Khorashad, L.V. Besteiro, A.O. Govorov, and G.P. Wiederrecht, Nat. Nanotechnol. 10, 770 (2015).
  33. J. Guan, J.E. Park, S. Deng, M. J.H. Tan, J. Hu, and T.W. Odom, Chem. Rev. 122, 15177 (2022).
  34. 'A. Barreda, F. Vitale, A.E. Minovich, C. Ronning, and I. Staude, Adv. Photonics Res. 3, 2100286 (2022).
  35. M.G. Barsukova, A. I. Musorin, A. S. Shorokhov, and A.A. Fedyanin, APL Photonics 4, 016102 (2019).
  36. R. Rosei, F. Antonangeli, and U.M. Grassano, Surf. Sci. 37, 689 (1973).
  37. M. Guerrisi, R. Rosei, and P. Winsemius, Phys. Rev. B 12, 557 (1975).
  38. T. Stoll, P. Maioli, A. Crut, and F. Vall'ee, Eur. Phys. J. B 87, 1 (2014).
  39. N. Del Fatti, C. Voisin, M. Achermann, S. Tzortzakis, D. Christofilos, and F. Vall'ee, Phys. Rev. B 61, 16956 (2000).
  40. С.И. Анисимов, Б.Л. Капелиович, Т.Л. Перельман, ЖЭТФ 66, 776 (1974).
  41. S.-S. Wellershoff, J. Hohlfeld, J. G¨udde, and E. Matthias, Appl. Phys. A 69, S99 (1999).

Copyright (c) 2023 Российская академия наук

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies