Универсальный закон обратного квадратного корня управляет переходом от LSPR к SPP для всех массивов при уменьшении высоты.
Фото: Physical Review Letters (2024). DOI: 10.1103/PhysRevLett.133.053801.

Исследователи из Городского университета Гонконга (CityUHK) сделали открытие, которое значительно снижает потери энергии в металлических наноструктурах. Изменяя геометрические размеры этих структур, исследователи полностью раскрыли их потенциал, открыв путь для разработки более мощных и эффективных нанооптических устройств.

Исследовательскую группу возглавляют профессор Цай Дин-пин, заведующий кафедрой электротехники CityUHK, и профессор Юрий Кившар из Австралийского национального университета. Профессор Кившар также работал приглашенным научным сотрудником в Гонконгском институте перспективных исследований CityUHK в 2023 году.

«Этот прорыв решает давнюю проблему потерь энергии, позволяя создавать высокопроизводительные нанооптические устройства», — сказал доктор Лян Яо из кафедры электротехники CityUHK, который является первым автором исследовательской статьи под названием «От локальных к нелокальным высокодобротным плазмонным метаповерхностям», опубликованная в журнале Physical Review Letters.

Обнаружено новое универсальное правило — закон обратного квадратного корня, показывающее, как регулирование размеров плазмонных наноструктур может существенно снизить потери энергии. Это открытие устраняет разрыв между локализованными поверхностными плазмонными резонансами (LSPR) и поверхностными плазмонными поляритонами (SPP), что приводит к улучшению качества резонанса в металлических массивах на два порядка. Этот прорыв открывает захватывающие возможности для более сильных взаимодействий света и материи на наноуровне.

Уменьшение высоты металлических массивов смещает резонанс от LSPR к SPP.
Фото: Physical Review Letters (2024). DOI: 10.1103/PhysRevLett.133.053801.

Соединение локализованных поверхностных плазмонных резонансов с высокими потерями (LSPR) с поверхностными плазмонными поляритонами с низкими потерями (SPP) было сложной задачей, потребовавшей инновационного мышления и отхода от традиционных подходов.

Это открытие может произвести революцию в различных областях, включая зондирование, визуализацию и солнечную энергетику. С помощью этой новой технологии исследователи готовы разработать еще более мощные и инновационные оптические устройства, открывая новую эру технологического прогресса.