Цивилизация
Российские ученые предложили вариант дизайна наночастиц для оптических приборов и пропускающих свет материалов. Об этом сообщает пресс-служба РНФ.
Очень маленькие частицы материала, диаметром порядка нанометров, по-особому взаимодействуют со светом и способны его преобразовывать. Их свойства исследует нанофотоника, одна из наиболее перспективных физических дисциплин. В том числе нанофотоника позволяет создавать наноантенны, нанолазеры и различные сенсоры и детекторы. Особый интерес представляет способность этих частиц необычно рассеивать свет: так, эффект Керкера позволяет рассеивать лучи только от их источника, а эффект анти-Керкера — перпендикулярно ему, то есть в сторону. Это позволяет создавать из таких наночастиц полностью пропускающие свет материалы, но важную роль для определения их свойств играет геометрическая форма.
Ученые из Московского физико-технического института и их коллеги из других стран и университетов описали оптические свойства кремниевых наночастиц, имеющих форму усеченных конусов. Они интересны тем, что при изменении геометрических параметров, например, таких как радиусы оснований или высота наноконусов, меняется их способность рассеивать свет в широких пределах.
С помощью математического моделирования исследователи определили геометрические параметры рассеивателей, сочетания мультиполей в которых позволяют достичь для частиц в виде усеченного конуса эффекты Керкера. На основе данных частиц можно будет создавать наноскопические антенны, управляющие светом как волной. Кроме того, ученые впервые доказали, что возможно создать наноконусы, которые вовсе не будут рассеивать свет и к тому же усилят магнитные и электрические поля внутри частицы. Ранее этот эффект, крайне полезный для оптических усилителей, которые используются, например, в системах передачи информации, был известен только для цилиндрических и эллипсоидных частиц.
«Наше исследование поможет упростить и удешевить разработку нанофотонных устройств на их основе — наноантенн для оптических и телекоммуникационных приборов, прозрачных метаповерхностей, используемых в голографии и дополненной реальности, нанолазеров, а также различных сенсоров и детекторов», — поясняет Александр Шалин, один из авторов разработки, представляющий МФТИ.
Ранее астрофизики предложили затенить Землю с помощью космической пыли для борьбы с потеплением.