Читать онлайн «Нанофотника. Часть 1»

Возианова А. В. , Ходзицкий М. К. , Нанофотника. Часть 1. – СПб: НИУ ИТМО, 2013. – … с. Аннотация В учебно-методическом пособии приводятся современные теоретические сведения и тенденции по лекционному курсу «Нанофотоника», состоящего из следующих разделов нанооптика, метаматериалы, наноплазмоника, трансформационная оптика, спинтроника. Для студентов направления подготовки магистров 200700 – Фотоника и оптоинформатика. Рекомендовано к печати кафедрой фотоники и оптоинформатики, 29 ноября 2013, номер протокола 10 В 2009 году Университет стал победителем многоэтапного конкурса, в результате которого определены 12 ведущих университетов России, которым присвоена категория «Национальный исследовательский университет». Министерством образования и науки Российской Федерации была утверждена программа его развития на 2009–2018 годы. В 2011 году Университет получил наименование «Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики»  Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, 2011 ………………. , 2013 2  ОГЛАВЛЕНИЕ 1. Нанооптика…………………………………………………………2 1. 1 Низкоразмерные объекты……………………………………... 2 1. 2 Квантовые эффекты в полупроводниках……………………... 3 1. 3 Оптические свойства наноматериалов………………………... 6 1. 4 Фотонные кристаллы……………………………………………9 1. 4. 1 Многократные отражения и преломления в слоистых структурах………………………………………………. . 10 1. 4. 2 Разрешенные и запрещенные зоны……………………. . 14 1. 4. 3 Дефекты фотонных кристаллов и разрешенные уровни в запрещенной зоне………………………………………. . 18 1. 4. 4 Интерференция в многомерных структурах…………... 19 2. Метаматериалы……………………………………………………. 21 2. 1 Отрицательное преломление…………………………………. 21 2. 2 Электромагнитные процессы в “левой” среде………………. 23 2. 3 Композитные материалы с отрицательным преломлением... 31 2. 4 Суперлинза Пендри……………………………………………39 3. Наноплазмоника……………………………………………………44 3. 1 Поверхностные плазмоны……………………………………. . 44 3. 2 Плазмонный резонанс в наночастицах………………………. 47 3. 3 Теория Ми рассеяния и поглощения излучения……………. . 49 3. 4 Практическое использование рассеяния излучения на наночастицах…………………………………………………... 60 4. Трансформационная оптика………………………………………63 5. Спинтроника………………………………………………………. . 73 5. 1 Металлические спин-электронные структуры………………. 73 5. 2 Магнитные полупроводники и спиновые нанотранзисторы . 79 5. 3 Перспективные направления развития спинтроники………. . 86 Список литературы…………………………………………………... 88 3  1. Нанооптика 1. 1. Низкоразмерные объекты В настоящее время во многих областях науки и техники, связанных с инфокоммуникационными технологиями, нанофотоника рассматривается как альтернатива современной электронике. Использование фотонов вместо электронов при передаче и обработке информации позволяет добиться существенных преимуществ благодаря высокому быстродействию и помехоустойчивости фотонных каналов связи.