PLAZMON-POLYaRITON NA GRANITsE RAZDELA ODNOOSNYY KRISTALL–METALL: ORIENTATsII KRISTALLA, DOPUSKAYuShchIE RASPROSTRANENIE VOLNY

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

Теоретически проанализированы условия существования плазмон-поляритонов на границе раздела одноосного кристалла произвольной ориентации и изотропного металла. Доказано, что при не слишком большой диэлектрической проницаемости|εm| металла и достаточно низкой анизотропии кристалла для распространения этой волны нет никаких геометрических запретов. Ограничения возникают, когда значение|εm| превышает определенные пороги, которые в явном виде найдены для оптически положительных и отрицательных кристаллов. Запретные зоны для ориентаций оптической осиcограничены контурами делокализации поляритонов в кристалле. Найдено их расположение на единичной сфереc2 = 1. Граничные конусы ориентации оптических осей в положительных и отрицательных кристаллах различаются: в первом случае они окружают нормаль к сагиттальной плоскости, а во втором — нормаль к интерфейсу.

About the authors

V. I. Al'shits

Институт кристаллографии им. А. В. Шубникова Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники НИЦ «Курчатовский институт»

Email: valshits@mail.ru
Москва, Россия

V. N. Lyubimov

Институт кристаллографии им. А. В. Шубникова Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники НИЦ «Курчатовский институт»

Москва, Россия

References

  1. Surface Polaritons: Electromagnetic Waves at Surfaces and Interfaces, ed. by V. M. Agranovich and D. L. Mills, North-Holland, Amsterdam (1982).
  2. Electromagnetic Surface Modes, ed. by A. D. Boardman, Wiley, Chichester (1982).
  3. A. V. Zayats, I. I. Smolyaninov, and A. A. Maradudin, Phys. Rep. 408, 131 (2005).
  4. S. A. Maier, Plasmonics: Fundamentals and Applications, Springer, New York (2007).
  5. J. M. Pitarke, V. M. Silkin, E. V. Chulkov, and P. M. Eche nique, Rep. Prog. Phys. 70, 1 (2007).
  6. O. Takayama, L. C. Crasovan, S. K. Johansen, D. Mihalache, D. Artigas, and L. Torner, Electromagnetics 28, 126 (2008).
  7. J. A. Polo, Jr., T. G. Mackay, and A. Lakhtakia, Electromagnetic Surface Waves: A Modern Perspective, Elsevier, Waltham (2013).
  8. T. G. Mackay and A. Lakhtakia, Electromagnetic Anisotropy and Bianisotropy: A Field Guide, 2nd ed., World Scientific, Singapore (2019).
  9. М. И. Дьяконов, ЖЭТФ 94, 119 (1988) [Sov. Phys. JETP 67, 714 (1988)].
  10. Н. С. Аверкиев, М. И. Дьяконов, Опт. и спектр. 68, 1118 (1990) [Opt. Spectrosc. 68, 653 (1990)].
  11. D. B. Walker, E. N. Glytsis, and T. K. Gaylord, J. Opt. Soc. Am. A 15, 248 (1998).
  12. А. Н. Даринский, Кристаллография 46, 916 (2001) [Crystallogr. Rep. 46, 842 (2001)].
  13. В. И. Альшиц, В. Н. Любимов, ФТТ 44, 371 (2002) [Phys. Solid State 44, 386 (2002)].
  14. В. И. Альшиц, В. Н. Любимов, ФТТ, 44, 1895 (2002) [Phys. Solid State 44, 1988 (2002)].
  15. E. Cojocaru, J. Opt. Soc. Am. A 32, 782 (2015).
  16. O. Takayama, L. Crasovan, D. Artigas, and L. Torner, Phys. Rev. Lett. 102, 043903 (2009).
  17. A. N. Darinskii and A. L. Shuvalov, Phys. Rev. A 102, 033515 (2020).
  18. A. N. Darinskii, Phys. Rev. A 103, 033501 (2021).
  19. A. N. Furs and L. M. Barkovsky, J. Opt. A: Pure Appl. Opt. 1, 109 (1999).
  20. В. И. Альшиц, В. Н. Любимов, ЖЭТФ 128, 904 (2005) [JETP 101, 779 (2005)].
  21. A. N. Darinskii, Phys. Rev. A 106, 033513 (2022).
  22. Ф. Н. Марчевский, В. Л. Стрижевский, С. В. Стрижевский, ФТТ 26, 1501 (1984) [Sov. Phys. Solid State 26, 911 (1984)].
  23. W. Voigt, Phil. Mag. 4, 90 (1902).
  24. B. N. Grechushnikov and A. F. Konstantinova, Comput. Math. Appl. 16, 637 (1988).
  25. M. V. Berry and M. R. Dennis, Proc. R. Soc. Lond. A 459, 1261 (2003).
  26. M. V. Berry, Proc. R. Soc. A 461, 2071 (2005).
  27. T. G. Mackay, C. Zhou, and A. Lakhtakia, Proc. R. Soc. A 475, 20190317 (2019).
  28. C. Zhou, T. G. Mackay, and A. Lakhtakia, Phys. Rev. A 100, 033809 (2019).
  29. C. Zhou, T. G. Mackay, and A. Lakhtakia, Sci. Rep. 10, 12894 (2020).
  30. C. Zhou, T. G. Mackay, and A. Lakhtakia, Res. Phys. 24, 104140 (2021).
  31. A. A. Krokhin, A. Neogi, and D. McNeil, Phys. Rev. B 75, 235420 (2007).
  32. Nagaraj and A. A. Krokhin, Phys. Rev. B 81, 085426 (2010).
  33. В. И. Альшиц, В. Н. Любимов, Письма в ЖЭТФ 112, 127 (2020) [JETP Lett. 112, 127 (2020)].
  34. R. A. Depine and M. L. Gigli, Opt. Lett. 20, 2243 (1995).
  35. R. A. Depine and M. L. Gigli, J. Opt. Soc. Am. A 14, 510 (1997).
  36. M. Liscidini and J. E. Sipe, B 81, 115335 (2010).
  37. В. И. Альшиц, В. Н. Любимов, ЖЭТФ 138, 669 (2010) [J. Exp. Theor. Phys. 111, 591 (2010)].
  38. A. N. Furs and L. M. Barkovsky, Microw. Opt. Technol. Lett. 14, 301-305 (1997)
  39. V. M. Galynsky, A. N. Furs, and L. M. Barkovsky, J. Phys. A 37, 5083 (2004).
  40. R. Li, C. Cheng, F-F. Ren, J. Chen, Y-X. Fan, J. Ding, and H-T. Wang, Appl. Phys. Lett. 92, 141115 (2008).
  41. H-H. Liu and H. Chang, IEEE Photon. J. 5, 4800806 (2013).
  42. V. I. Alshits, V. N. Lyubimov, J. P. Nowacki, and A. Drabik, Int. J. Appl. Electromagn. Mech. 64, 879 (2020).
  43. K. Yu. Golenitskii, Phys. Rev. B 110, 035301 (2024). DOI: 1103/PhysRevB.035301
  44. В. И. Альшиц, В. Н. Любимов, УФН 193, 96 (2023) [Physics–Uspekhi 66, 90 (2023)].
  45. P. B. Johnson and R. W. Crysty, Phys. Rev. B 6, 4370 (1972).
  46. З. Б. Перекалина, Ц. Барта, И. Грегора, A. Б. Васильев, Л. Д. Кисловский, Опт. и Спектр. 42, 1134 (1977) [Sov. Phys. Opt. Spectrosk. 42, 653 (1977)].
  47. V. G. Dmitriev, G. G. Gurzadyan, and D. N. Nikogosyan, Handbook of Nonlinear Optical Crystals, Springer, Berlin (1999).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences