65-я Всероссийская научная конференция МФТИ

65-я Всероссийская научная конференция МФТИ

Список разделов ЛФИ - Секция фотоники и двумерных материалов

На секцию принимаются работы изучающие, фундаментальные и прикладные исследования в области современной фотоники, графена, других двумерных материалов и связанных с ними технологий.


Формат проведения: очно-дистанционный

Рабочий язык: русский, возможно представление докладов на английском языке

Дата и место проведения: 04 - 05 апреля 2023г., в 11:00 часов, МФТИ, 3.33б (Физтех-Цифра)

  • Аномальный оптический отклик графена на подложках из гексагонального нитрида бора

    Гетероструктуры графен/гексагональный нитрид бора (hBN) можно рассматривать как один из базовых строительных блоков оптоэлектроники следующего поколения. Однако, в настоящее время, исследования оптических свойств графена ограничены стандартными подложками, несмотря на растущий интерес к таким гетероструктурам. В данном исследовании мы представляем анализ оптического отклика гетероструктур графен/hBN методом спектроскопической эллипсометрии.

  • Оценка влияния энергетической щели в спектре на охлаждение электронов в Дираковских материалах.

    В этой работе была произведена теоретическая оценка времен энергетической релаксации перегретых электронов на полярных оптических фононах с учетом внутри - и межзонных переходов и определена их зависимость от изменения энергетической щели в спектре электронов.

  • Баллистически-гидродинамический переход и коллективные моды в двумерных электронных системах в магнитном поле

    В данной работе построена модель, позволяющая сделать непрерывный переход от баллистического режима двумерного электронного транспорта к гидродинамическому в магнитном поле. Рассчитана нелокальная высокочастотная проводимость, которая является необходимым блоком для вычисления многих характеристик взаимодействия света и материи. Детально исследовано преобразование дисперсии двумерных магнетоплазменных мод при таком переходе.

  • Моделирование оптических свойств скрученных ван-дер-ваальсовых гетероструктур

    Угол между слоями, составляющими Ван-дер-Ваальсовскую гетероструктуру, является важной степенью свободы системы. Для скрученного графена был промоделирован резонансный отклик в ближнем ИК. Для скрученных дихалькогенидов переходных металлов было изучено влияние угла поворота на экситонный отклик.

  • Оптические свойства синтез-независимого селенида висмута

    Материалы ван-дер-Ваальса являются важнейшими строительными блоками нанофотоники следующего поколения, но одним из препятствий их внедрения в индустрию является корреляция их оптического отклика от метода синтеза. На примере настоящей работы показывается, что селенид висмута может являтся одним из подходящих материалов, решающих данную проблему.

  • Оптические свойства двумерного ковалентного материала

    Растущее семейство двумерных кристаллов было признано многообещающей платформой для исследования богатой физики малых размеров и производства различных устройств. Особый интерес представляют атомные листы неван-дер-ваальсовых материалов, которые меняют наше понимание химических связей и позволяют создавать гетероструктуры с новой функциональностью. Здесь мы изучаем структурные и оптические свойства ультратонких неван-дер-ваальсовых листов InGaS3, полученных стандартным механическим отщеплением.

  • Кремниевые гибридные анапольные метаповерхности для контроля фазы оптического излучения

    В данной работе мы предлагаем альтернативный гюйгенсовским метаповерхностям подход к реализации фазового контроля проходящего через метаповерхность излучения - гибридный анапольный режим. Этот режим имеет ряд преимуществ, позволяющих значительно упростить конструкцию фотонных устройств нового поколения.

  • Исследование фотоотклика пленок MoS2, изготовленных методом лазерного синтеза.

    В данной работе рассматривается метод прямого лазерного синтеза пленок MoS2. Метод представляет собой локальный термолиз тетратиомолибдата аммония, является масштабируемым и осуществляется при нормальных условиях в отличие от описанных в литературе ранее способов. Также в данной работе изучены основные фотоэлектрические характеристики синтезированных пленок.

  • Широкополосный тороидальный источник

    В работе представлен чистый широкополосный источник тороидального дипольного излучения от теории, на которой основано его проектирование, до эксперимента.

  • Диселенид рения как перспективный высокоиндексный материал для применений в диэлектрической нанофотонике

    В данной работе выдвигается гипотеза о высоком значении показателя преломления диселенида рения в ближнем инфракрасном диапазоне. Данная гипотеза подтверждается как при помощи расчётов в рамках теории функционала плотности, так и в эксперименте. Результаты показывают, что значение показателя преломления диселенида рения превышает 5. Наши результаты показывают, что диселенид рения может быть очень перспективным материалом для приложений в диэлектрической нанофотонике.

  • Топография и оптические свойствa магнитного CoPS3

    Кристаллы CoPS3 являются XY-анизотропными слоистыми антиферромагнетиками, представляющими интерес для исследований ввиду малой изученности и своей перспективности. В данной работе представлены результаты исследований топографии и оптических свойств атомарно тонких кристаллов CoPS3, накрытых флейками гексагональным нитридом бора (hBN). В частности, помимо оценки толщины образцов с помощью атомно-силовой микроскопии (АСМ) были также получены спектры рамановского рассеяния и фотолюминесценции.

  • Топологические заряды фазовых сингулярностей в эффекте Брюстера и их применение в фотонике

    Фазовые сингулярности с различными топологическими зарядами приобретают всё большее значение в совресенной фотонике. В данной работе исследуются условия возникновения фазовых сингулярностей, а также изучаются возможные пути их применения в современной фотонике. В частности изучается возможность сверхточных измерений оптических параметров двумерных материалов на основе применения детекторов использующих фазовые сингулярности с топологическим зарядом высокого порядка.

  • Электросопротивление двухслойного графена, ограниченное электрон-дырочным рассеянием.
    В данной работе поставлена цель аккуратного вывода электрического сопротивления из кинетических уравнений в предположении гидродинамических функций распределения в модели двухжидкостной гидродинамики. Задача моделируется на двухслойном графене, с  электрон-дырочным и электрон-примесным интегралами столкновения. Вероятности столкновения рассчитываются в Борновском приближении. Опровергается утверждение о простом экспоненциальном характере зависимости.
  • Рассеяние волноводных мод на границах наноструктур

    В этой работе исследуются исследуется рассеяние волноводных мод на различных конфигурациях границ наноструктур. Для определения рабочих характеристик волноводов на основе явления изучаются амплитудные и фазовые коэффициенты отражения и пропускания и диаграммы направленности излучения, рассеянного в свободное пространство. 

  • Контролируемое затвором разрешение поляризации на графен-металлическом переходе

    В работе представлен детектор среднего ИК-диапазона на основе графена с возможностью разрешения поляризации падающего излучения. Изучены зависимости фотонапряжения от концентрации носителей в графеновом канале при разных углах поляризации детектируемого излучения. Предложена физическая модель локального усиления электрического поля, приводящего к наличию поляризационной чувствительности перехода графен-метал. Выделены изотропная и анизотропная части фотоотклика.

  • Mxene materials for photocatalytic degradation of organic pollutants

    In this work photocatalytic activity of several double transition metal Mxene structures (Mo2Ti2C3, Mo2TiC3 and VCrC) was evaluated in methylene blue degradation reaction.

  • Сверхчувствительное терагерцовое фотодетектирование на основе двухслойного графене с открытой запрещенной зоной

    Двухслойный графен является бесщелевым полуметаллом в отсутствии внешнего электрического поля, однако приложение поперечного смещения открывает в графене запрещенную зону, величина которой пропорциональна поперечному смещению.
    В данной работе исследуется терагерцовое детектирование в транзисторной структуре на основе двухслойного графена в зависимости от величины запрещенной зоны в последнем. Показано, что характеристики такого фотодетектора сильно улучшаются с увеличением запрещенной зоны.

  • Исследование структуры и дефектов графена при переносе на поверхности различного рельефа

    Данная работа призвана дать оценку целостности графена после переноса на образцы различного рельефа, что позволит расширить представления о поведении монослоя углерода при нанесении на необходимые поверхности. Проведен анализ КР спектров графена, перенесенного на различные подложки, показано, что с увеличением шероховатости подложки существенно растет D линия, связанная с дефектами, что свидетельствует о разрывах в графеновом слое при переносе на не атомарно гладкие поверхности.

  • Межкраевой плазмон Берри: невзаимная настраиваемая плазменная мода в отсутствие магнитного поля

    В работе теоретически исследуется плазменная мода на границе двух двумерных электронных систем с различной кривизной Берри. Показано, что наблюдение данной моды возможно вплоть до комнатной температуры в образцах двухслойного графена под оптической накачкой.

  • Гигантская оптическая анизотропия ван-дер-ваальсовых материалов и их приложения в фотонике следующего поколения

    Анизотропные оптические эффекты определяются оптической анизотропией используемых материалов и зависят от разницы оптических фаз  между обыкновенным и необыкновенным лучами. В этой связи появление слоистых ван-дер-ваальсовых материалов, таких как дисульфиды молибдена и вольфрама, позволяет значительно продвинуть анизотропную нанофотонику. Таким образом, наши работы открывают новые горизонты физики для анизотропных материалов.

  • Плазмон-поляритоны в метакристаллах из сфероидальных нанорезонаторов

    Использование композиций из плазмонных сфероидальных нанорезонаторов при взаимодействии с оптическим полем позволяет достигать режимов сильной связи при нормальных условиях, что является серьезным шагом в физике поляритонов и развитии квантовых и лазерных технологий. В рамках данного исследования мы устанавливаем зависимость пределов взаимодействия света с плазмонными системами от геометрии нанорезонаторов, демонстрируя теоретическую возможность достижения глубокой сильной связи (DSC).

  • Экситон-поляритонное резонансное оптическое отражение системой из 30 квантовых ям GaN/AlGaN при комнатной температуре

    Исследованы спектры отражения от резонансной брэгговской структуры с 30 квантовыми ямами GaN/AlGaN при комнатной температуре. Численное моделирование с использованием метода матриц переноса дало количественную точную подгонку экспериментальных результатов. Определены параметры излучательного и безызлучательного уширения экситона в квантовых ямах GaN/AlGaN.

  • Исследование ультрабыстрых процессов в нанотрубках из дисульфида вольфрама

    Целью данной работы является изучение ультрабыстрых процессов в ТГц и оптическом диапазонах в нанотрубках (НТ) на основе дисульфида вольфрама WS2, относящегося к классу дихалькогенидов переходных металлов.

  • Динамика точек топологической фазовой сингулярности в дисульфиде молибдена

    Исследования положения точек фазовой сингулярности находят широкое применение в науке. В рамках данной работы была теоретически получена динамика положения точек нулевого отражения MoS2 в пространстве параметров(λ, θ) в зависимости от толщины исследуемого слоя. Также, показано влияние поверхностной плотности заряда на эту динамику, что открывает нам новые горизонты в исследовании дихалькогенидов переходных металлов.

  • Определение плазмонной частоты платины

    Несмотря на длительную историю изучения металлов, некоторые свйоства платины стоит уточнить. В данной работе измеряются оптические свойства платины для дальнейшего определения её плазмонной частоты и сравнения её с теоретическими расчётами.

  • Функционально-полный набор оптомагнонных логических элементов

    Открытие новых методов сверхбыстрого возбуждения спиновых волн привело к созданию оптомагнонного логического элемента XNOR. Однако с помощью одного XNOR невозможно выполнять все типы логических операций. В этой работе мы демонстрируем при помощи микромагнитного моделирования способ реализации оптомагнонного элемента NOR. NOR образует функционально-полный набор и обладает теми же преимуществами, что и XNOR, но при этом ненамного сложнее своего предшественника. 

  • Уменьшение перекрестных помех между интегральными анизотропными оптическими волноводами

    Минимизация волноводных перекрестных помех — актуальная задача. В настоящее время наиболее популярным методом борьбы с помехами являются анизотропные структуры между волноводами. В этой работе мы на примере дисульфида молибдена рассматриваем влияние анизотропии на эффективность этого метода и показываем, что плотность интеграции волноводов можно сделать близкой к электронной.

  • Широкополосные оптические свойства карбида титана

    Наибольшее внимание среди нового семейства двумерных карбидов, нитридов и карбонитридов переходных металлов привлекает Ti3C2 благодаря разработанным методам синтеза и обработки, высокой проводимости и выраженному плазмонному отклику. В данной работе продемонстрированы измерения оптических констант карбида титана в широком спектральном диапазоне (300 - 3300 нм) и показаны возможные применения наносфер на основе Ti3C2 в фотонике.

  • Электронные, оптические и морфологические свойства квазидвумерных пленок золота

    Основной результат заключается в получении пленок золота толщинами до 3 нм на произвольной подложке с низким поверхностным сопротивлением (<40 $$\Omega /\square$$ ) и высоким прохождением в видимом диапазоне (в среднем >70%).  Морфология пленок повторяет рельеф конечной подложки, и в отличии от пленок, нанесенных на подложку стандартным методом, полученные в работе пленки золота характеризуются сплошностью морфологии. 

  • Высокодобротные резонансы в сферических наночастицах с радиальной анизотропией

    В данной работе изучалось влияние радиальной анизотропии на оптические свойства сферических наночастиц, включая однородные сферы и наночастицы типа ядро-оболочка.

  • Широкополосные оптические свойства наночастиц на основе карбида титана (MXene)

    Класс слоистых карбидов и нитридов переходных металлов - максены (MXenes) - показывают исключительные оптические и электрические свойства. В данной работе сделаны сферические наночастицы карбида титана Ti3C2 методом фемтосекундной лазерной фрагментации в жидкости и ислледованы их оптические и фототермические свойства. Как следствие предложено применение наночастиц в методе лечения раковых новообразований - нанотераностике

  • Гальваномагнитные моды в двумерных электронных системах

    В докладе будут представлены свежие результаты теоретического исследования характеристик гальваномагнитных мод в двумерных электронных системах (природа возникновения, спектры и ширины линий, пространственный профиль).

  • Определение оптических констант ван-дер-ваальсовых материалов методами поляризационной микроспектроскопии

    В работе представлен метод определения оптических свойств ван-дер-ваальсовых кристаллов с помощью поляризационной микроспектроскопии. Данная методика позволяет экспериментально определять оптические константы образцов микроскопических размеров, что существенно расширяет спектр возможностей в изучении оптических свойств ван-дер-ваальсовых материалов.

  • Электромагнитные моды в скрученных трехслойных гетероструктурах на основе двуосных кристаллов

    Двуосные кристаллы, поддерживающие сильно локализованные поляритоны, предоставляют широкие возможности управления светом на наномасштабе. В данной работе мы теоретически и экспериментально демонстрируем уникальные свойства скрученных гетероструктур из трех слоев двуосного кристалла, в частности, стабильное и перестраиваемое в широком диапазоне каналирование сильно локализованных фонон-поляритонов.

  • Опто-механические модуляторы терагерцового излучения на основе плёнок одностенных углеродных нанотрубок

    В данной работе изучались параметры модуляции терагерцового сигнала при прохождении через тонкие плёнки одностенных УНТ, нанесённых на растягиваемую подложку, методом спектроскопии оптической накачки терагерцового зондирования. С этой целью было проведено исследование поведения фотопроводимости в зависимости от относительного удлинения плёнки и её толщины, а также представлена интерпретация изменения параметров фотопроводимости в зависимости от растяжения.

  • ЭФФЕКТ ГУСА—ХЕНХЕН В СИНГУЛЯРНОЙ ТОЧКЕ ОТРАЖЕНИЯ

    Поперечный сдвиг луча при отражении пропорционален производной фазы отражения относительно угла падения. В сингулярной точке нулевого отражения фаза изменяется скачком, что дает формально бесконечный сдвиг. В работе изучен эффект Гуса—Хенхен в сингулярной точке и показано, что гауссов пучок отражается в линейную комбинацию лучей Гаусса—Лагерра с орбитальными угловыми моментами +1 и –1, а максимальная величина поперечного сдвига ограничена диаметром перетяжки падающего луча.

  • Измерение характеристик интегральных оптических микрорезонаторов

    Исследования в области интегральных оптических микрорезонаторов являются одними из перспективных направлений современной фотоники. Данная работа посвящена измерению основных характеристик кольцевых резонаторов, возбуждаемых вытекающим полем прямолинейного волновода: добротности, дисперсии, эффективной константы распространения и их температурных зависимостей.

  • Поиск оптимальных режимов генерации сигнала вырожденного четырех-волнового смешения в интегральных микрорезонаторах при двойной накачке

    Интегральные оптические микрорезонаторы являются перспективной платформой для создания компактных оптических устройств. Недавно была показана возможность создания компактного источника сжатого света за счет процесса вырожденного четырех-волнового смешения (ВЧВС) в интегральном микрорезонаторе при использовании двойной накачки. В нашей работе мы экспериментально исследуем процесс ВЧВС в микрорезонаторе с целью повышения мощности сигнала ВЧВС.

  • Изучение одиночных дефектов в гексагональном нитриде бора

    В работе исследуются дефекты в гексагональном нитриде бора (h-BN) и методы их создания. В результате найдены одиночные центры окраски для дальнейшего изучения их оптически детектируемого магнитного резонанса, спектра и других свойств.

  • Ионно-лучевой метод создания монокристаллических наночастиц серебра для повышения стабильности плазмонных свойств наноструктур

    В данной работе приводятся результаты исследования технологии ионно-лучевой модификации для создания монокристаллических наночастиц серебра со стабильными плазмонными свойствами. Спектроскопия ГКР показала, что полученные ансамбли наночастиц серебра сохраняют стабильные плазмонные свойства не менее 39 дней и обладают высоким коэффициентом усиления, который сохраняется в течении более чем одного месяца хранения в окружающей атмосфере.

  • Синтез литий-проводящей керамики со структурой NASICON методом быстрого спекания

    Твердотельные аккумуляторы с электрокерамическим электролитом открывают возможности использования металлического лития и как следствие, повышения удельной энергоемкости и мощности батареи. Целью работы являлась разработка подхода к спеканию литий-проводящего порошка с использованием быстрого электрического отжига для получения твердых электролитов со структурой NASICON. 

  • Фотолюминесценция двумерных нанолистов MoS2, полученных методом жидкостной эксфолиации

    Нанолисты дисульфида молибдена являются перспективной платформой для оптоэлектронных устройств будущих поколений. Чтобы реализовать их потенциал, необходимо разработать крупномасштабные методы производства двумерных нанолистов. В данной работе рассматривается влияние параметров жидкофазной эксофолиации на оптические свойства дисперсий эксфолиированных нанолистов MoS2.

  • Исследование оптических свойств слоистого соединения EuS2, синтезированного при высоком давлении, с помощью комбинационного рассеяния света с разрешением по поляризации

    В данной работе обсуждаются структурные и оптические свойства новой слоистой фазы дисульфида европия. Основной упор был сделан на определении кристаллографической ориентации тонких чешуек с помощью спектров спектров комбинационного рассеяния света с разрешением по поляризации. 

  • Изучение Эффекта Казимира в системе с золотыми пластинками, помещенными в раствор CTAB-а

    Изучение механических свойств системы , состоящей из золотых пластинок, помощенных в раствор CTAB-а.

  • Топологический эффект Фарадея для оптических вихрей в магнитной пленке

    В работе экспериментально демонстрируется топологический эффект Фарадея — вращение поляризации, вызванное орбитальным угловым моментом света. Установлено, что эффект Фарадея при прохождении оптического вихревого пучка через прозрачную пленку магнитного диэлектрика отличается от эффекта Фарадея для плоской волны. Дополнительный вклад в фарадеевское вращение линейно зависит от топологического заряда и радиального числа пучка.

  • Ударная волна как решение ОТО моделируемое в материале

    Представлены характеристики материала, который моделирует известное в ОТО уравнение для ударной волны.