Обучение
Плазмоника изучает физические явления, возникающие при взаимодействии света с металлическими или сильно легированными полупроводниковыми структурами. Собственные колебания свободных носителей заряда в таких структурах (плазмоны) могут взаимодействовать с внешним электромагнитным полем. Это приводит к появлению плазмон-поляритонов - волн, энергия которых складывается из энергии плазмонов и энергии фотонов. В отличие от обычных электромагнитных волн, плазмон-поляритоны обладают сильной пространственной локализацией на оптических частотах, что потенциально позволяет создавать оптоэлектронные устройства, сенсоры и лазеры субволнового размера.
В рамках курса будут рассмотрены фундаментальные основы взаимодействия света с плазменными колебаниями вещества, изложены методы описания плазмонных свойств одиночных металлических наночастиц и их массивов.
Часть I. Оптические свойства металлов
- Уравнения Максвелла
- Модель Друде
- Взаимодействие электромагнитных волн с металлами
Часть II. Поверхностные плазмон-поляритоны
- Поверхностные плазмоны-поляритоны
- Методы возбуждения поверхностных плазмонов
- Плазмонные волноводы. Объемные плазмоны-поляритоны
Часть III. Локализованный плазмонный резонанс
- Резонансы в малых металлических наночастицах: квазистатическое приближение
- Фабрикация и оптическая характеризация плазмонных структур
- Резонансы в малых металлических наночастицах: структуры сложной геометрии
- Рассеяние света на металлических наночастицах: вне рамок квазистатического приближения
Часть IV. Приложения плазмоники
- Ансамбли наночастиц для локализации и управления светом
- Приложения плазмоники для усиления эмиссии света квантовыми источниками
- Плазмоника для детектирования, нелинейной оптики и оптомеханических приложений
1. Stratton J. A. Electromagnetic theory. – John Wiley & Sons, 2007.
2. Klimov V. Nanoplasmonics. – Pan Stanford, 2014.
3. Maier S. A. Plasmonics: fundamentals and applications. – Springer Science & Business Media, 2007.
4. Bohren C. F., Huffman D. R. Absorption and scattering of light by small particles. – John Wiley & Sons, 2008.
5. L. Novotny and B. Hecht, Principles of Nano-Optics. Cambridge University Press, 2012.
6. Geddes C. D. (ed.). Reviews in Plasmonics 2010. – New York : Springer, 2012.
В соответствии с лекциями данного курса запущен онлайн-курс «Plasmonics: From Fundamentals to Modern Applications» на базе edX.
Этот курс доступен для студентов лекционного курса и может рассматриваться как база для подготовки к домашним заданиям.