Vremyarazreshayushchee detektirovanie teragertsovogo otklika fotodinamicheski sformirovannykh plazmonnykh metapoverkhnostey

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

Предложена модификация метода терагерцовой спектроскопии с временным разрешением, состоящая в прямом измерении временной зависимости поля прошедшего терагерцового импульса, выделении из нее части, соответствующей множественным отражениям от поверхностей объекта, и последующему ее анализе без применения Фурье-преобразования. Апробация метода проводится на примере решеток, фотодинамически сформированных на поверхности арсенида галлия и поддерживающих возбуждение коллективных плазмонных мод в терагерцовом диапазоне. Предлагаемый подход позволяет обойти ограничения, характерные для терагерцовой спектроскопии с временным разрешением, дополняя и расширяя возможности уже существующего аппарата терагерцовой фотоники.

Sobre autores

I. Novikov

МГУ имени М. В. Ломоносова

Москва, Россия

M. Kir'yanov

МГУ имени М. В. Ломоносова

Москва, Россия

V. Stadnichuk

МГУ имени М. В. Ломоносова

Москва, Россия

T. Dolgova

МГУ имени М. В. Ломоносова

Москва, Россия

A. Fedyanin

МГУ имени М. В. Ломоносова

Email: fedyanin@nanolab.phys.msu.ru
Москва, Россия

Bibliografia

  1. M. C. Nuss and J. Orenstein, in Millimeter and Submillimeter Wave Spectroscopy of Solids, ed. by G. Gr¨uner), Springer, Berlin (1998).
  2. P. Y. Han and X.-C. Zhang, Meas. Sci. Technol. 12, 1747 (2001).
  3. M. Walther, P. Plochocka, B. Fischer, H. Helm, and P. Uhd Jepsen, Biopolymers 67, 310 (2002).
  4. P. U. Jepsen, B. M. Fischer, A. Thoman, H. Helm, J. Y. Suh, R. Lopez, and R. F. Haglund, Phys. Rev. B 74, 205103 (2006).
  5. K. Makino, K. Kato, Y. Saito, P. Fons, A. V. Kolobov, J. Tominaga, T. Nakano, and M. Nakajima J. Mater. Chem. C 7, 8209 (2019).
  6. T. Suzuki and R. Shimano Phys. Rev. Lett. 103, 057401 (2009).
  7. G. Li, Z. Jin, X. Xue, X. Lin, G. Ma, S. Hu, and N. Dai, Appl. Phys. Lett. 100, 191115 (2012).
  8. K. Grishunin, T. Huisman, G. Li, E. Mishina, T. Rasing, A. V. Kimel, K. Zhang, Z. Jin, S. Cao, W. Ren, G.-H. Ma, and R. V. Mikhaylovskiy, ACS Photonics 5, 1375 (2018).
  9. M. Hangyo, M. Tani, and T. Nagashima, Int. J. Infrared Millimeter Waves, 26, 1661 (2005).
  10. J. T. Kindt and C. A. Schmuttenmaer, J. Phys. Chem. 100, 10373 (1996).
  11. D. Grischkowsky, S. Keiding, M. van Exter, and C. Fattinger, J. Opt. Soc. Am. 7, 2006 (1990).
  12. R. Matsunaga, Y. I. Hamada, K. Makise, Y. Uzawa, H. Terai, Z. Wang, and R. Shimano Phys. Rev. Lett. 111, 057002 (2013).
  13. V. Bilyk, E. Mishina, N. Sherstyuk, A. Bush, A. Ovchinnikov, and M. Agranat, Phys. Status Solidi RRL 15, 2000460 (2021).
  14. К. А. Kузнецов, П. И. Кузнецов, А. Д. Фролов, А. М. Коновалов, П. М. Ковалева, Г. Х. Китаева, Письма в ЖЭТФ 118, 397 (2023).
  15. F. D’Angelo, Z. Mics, M. Bonn, and D. Turchinovich, Opt. Express 22, 12475 (2014).
  16. J. Qin, L. Xie, and Y. Ying, Food Chem. 224, 262 (2017).
  17. O. A. Smolyanskaya, N. V. Chernomyrdin, A. A. Konovko et al. (Collaboration), Prog. Quant. Electron. 62, 1 (2018).
  18. M. M. Nazarov, A. P. Shkurinov, E. A. Kuleshov, and V. V. Tuchin, Quantum Electron. 38, 647 (2008).
  19. I. E. Ilyakov, G. K. Kitaeva, B. V. Shishkin, and R. A. Akhmedzhanov, Opt. Lett. 42, 1704 (2017).
  20. I. E. Ilyakov, B. V. Shishkin, S. B. Bodrov, G.K. Kitaeva, ˙ M. I. Bakunov, and R. A. Akhmedzhanov, Laser Phys. Lett. 17, 085403 (2020).
  21. H. A. Hafez, X. Chai, A. Ibrahim, S. Mondal, D. F´erachou, X. Ropagnol, and T. Ozaki, J. Opt. 18, 093004 (2016).
  22. J. Neu and C. A. Schmuttenmaer, J. Appl. Phys. 124, 231101 (2018).
  23. R. Burger, J. Frisch, M. H¨ubner, M. Goldammer, O. Peters, E. R¨onneberg, and D. Wu, Sensors 21, 3473 (2021).
  24. P. U. Jepsen, J. Infrared Millim. Terahertz Waves 40, 395 (2019).
  25. O. S. Ahmed, M. A. Swillam, M. H. Bakr, and X. Li, J. Lightwave Technol. 28, 1685 (2010).
  26. R. Peretti, S. Mitryukovskiy, K. Froberger, M. A. Mebarki, S. Eliet, M. Vanwolleghem, and J.-F. Lampin, IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol. 9, 136 (2019).
  27. T. Okada and K. Tanaka, Sci. Rep. 1, 1 (2011).
  28. W. Cai and V. Shalaev, Optical Metamaterials, Springer, N.Y. (2010).
  29. В. Г. Веселаго, УФН 92, 517 (1967).
  30. J. Pendry, A. Holden, D. Robbins, and W. Stewart, IEEE Trans. Microw. Theory Tech 47, 2075 (1999).
  31. 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).
  32. V. Zubyuk, L. Carletti, M. Shcherbakov, and S. Kruk, APL Mater. 9, 060701 (2021).
  33. А.М. Черняк, М. Г. Барсукова, А. С. Шорохов, А.И. Мусорин, А. А. Федянин, Письма в ЖЭТФ 111, 40 (2020).
  34. R. Singh, W. Cao, I. Al-Naib, L. Cong, W. Withayachumnankul, and W. Zhang, Appl. Phys. Lett. 105, 171101 (2014).
  35. S. Han, M. V. Rybin, P. Pitchappa, Y. K. Srivastava, Y. S. Kivshar, and R. Singh, Adv. Opt. Mater. 8, 1900959 (2020).
  36. И. А. Новиков, М. А. Кирьянов, А.Ю. Фролов, В. В. Попов, Т. В. Долгова, А. А. Федянин Письма в ЖЭТФ 118, 584 (2023).
  37. М. А. Кирьянов, Г. С. Останин, Т. В. Долгова, М. Иноуэ, А. А. Федянин, Письма в ЖЭТФ 117, 201 (2023).
  38. A. Yu. Frolov, M. R. Shcherbakov, and A. A. Fedyanin, Phys. Rev. B 101, 045409 (2020).
  39. B. I. Afinogenov, V.O. Bessonov, I. V. Soboleva, and A. A. Fedyanin, ACS Photonics 6, 844 (2019).
  40. N. Meinzer, W. L. Barnes, and I. R. Hooper, Nature Photon. 8, 889 (2014).
  41. S. Shen, X. Liu, Y. Shen, J. Qu, E. PickwellMacPherson, X. Wei, and Y. Sun, Adv. Opt. Mater. 10, 2101008 (2022).
  42. X. Zang, B. Yao, L. Chen, J. Xie, X. Guo, A. V. Balakin, A. P. Shkurinov, and S. Zhuang, Light: Advanced Manufacturing 2, 148 (2021).
  43. H.-T. Chen, W. J. Padilla, J. M. O. Zide, A. C. Gossard, A. J. Taylor, and R.D. Averitt, Nature 444, 597 (2006).
  44. I. Chatzakis, P. Tassin, L. Luo, N.-H. Shen, L. Zhang, J. Wang, T. Koschny, and C. M. Soukoulis, Appl. Phys. Lett. 103, 043101 (2013).
  45. Z. Xie, X. Wang, J. Ye, S. Feng, W. Sun, T. Akalin, and Y. Zhang, Sci. Rep. 3, 3347 (2013).
  46. S. Busch, B. Scherger, M. Scheller, and M. Koch, Opt. Lett. 37, 1391 (2012).
  47. L.-J. Cheng and L. Liu, Opt. Express, 21, 28657 (2013).
  48. S. F. Busch, S. Schumann, C. Jansen, M. Scheller, M. Koch, and B. M. Fischer, Appl. Phys. Lett. 100, 261109 (2012).
  49. H. K. Tyagi and J. G´omez Rivas, J. Opt. 16, 094011 (2014).
  50. T. Wen, J. Tong, D. Zhang, Y. Zhu, Q. Wen, Y. Li, H. Zhang, Y. Jing, and Z. Zhong, J. Phys. D: Appl. Phys. 52, 255303 (2019).
  51. Q.-Y. Wen, Y.-L. He, Q.-H. Yang, P. Yu, Z. Feng, W. Tan, T.-L. Wen, Y.-X. Zhang, Z. Chen, and H.-W. Zhang, Adv. Mater. Technol. 5, 1901058 (2020).
  52. J. W. He, X.K. Wang, Z. W. Xie, Y. Z. Xue, S. Wang, and Y. Zhang, APL Photonics 2, 076102 (2017).
  53. J. Guo, T. Wang, H. Zhao, X. Wang, S. Feng, P. Han, W. Sun, J. Ye, G. Situ, H.-T. Chen, and Y. Zhang, Adv. Opt. Mater. 7, 1801696 (2019).
  54. G. Georgiou, H.K. Tyagi, P. Mulder, G. J. Bauhuis, J. J. Schermer, and J. G. Rivas, Sci. Rep. 4, 3584 (2014).
  55. Y. Shi, Q. li Zhou, C. Zhang, and B. Jin, Appl. Phys. Lett. 93, 121115 (2008).
  56. M. A. Kiryanov, A. Yu. Frolov, I. A. Novikov, P. A. Kipp, P. K. Nurgalieva, V. V. Popov, A. A. Ezhov, T. V. Dolgova, and A. A. Fedyanin, APL Photonics 7, 026104 (2022).

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Declaração de direitos autorais © Российская академия наук, 2024