Влияние намагниченности на отражение света от фотонного кристалла
1
УДК 539.21,537.1,535.32
Влияние намагниченности на отражение света
от фотонного кристалла в брэгговской области
© Н.И. Юрасов
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия
Построена модель магнитного фотонного кристалла с постоянной кристалличе-
ской решетки нанометрового диапазона и нанометровой пористой структурой.
Исследовано брэгговское отражение при нормальном падении света. Получены
формулы для изменения коэффициента отражения и смещения брэгговского мак-
симума при введении в поры включений с магнитным порядком. Для фотонного
кристалла на основе искусственного опала выполнены числовые оценки этих
величин.
Ключевые слова:
брэгговское отражение, нанопоры, магнитные нано-включения,
ширина стоп-зоны, параметр Войта, магнитострикция.
Введение.
Физические нанометровые объекты отличаются боль-
шим разнообразием. К ним относятся квантовые точки, проволоки, а
также нанотрубки, нанокристаллы [1]. Из нанокристаллов в настоя-
щее время особое внимание уделяется оптическим фотонным кри-
сталлам (ОФК).
Они состоят из нескольких трехмерных кристаллических реше-
ток, вдвинутых одна в другую и имеющих постоянные порядка поло-
вины длины световой волны [2]. Одна из кристаллических решеток
является базовой и образует матрицу. В свободном ОФК другие ре-
шетки отсутствуют и их место занято пустотами, которые сообщают-
ся между собой и имеют размеры 10…100 нм.
В наиболее совершенных ОФК на основе искусственного опала
элементами матрицы являются наношары с диаметрами порядка 100 нм
[3]. Такие шары образуют плотную структуру в виде гранецентриро-
ванной кубической решетки с ростовой плоскостью (111). В идеаль-
ной матрице объем пустот составляет 26 % объема кристалла. В ис-
кусственном опале наношары состоят из аморфного SiO
2
. Так как
аморфный SiO
2
является широкозонным полупроводником, то управ-
ление его электромагнитными свойствами сильно ограничено. По-
этому в поры такого ОФК вводят вещества, свойства которых можно
изменять с помощью электромагнитного поля. К ним относятся ве-
щества с дальним дипольным порядком, а именно: сегнетоэлектрики,
ферро- и ферримагнетики, антиферромагнетики, а также сверхпро-
водники, в которых электронные и дырочные пары образованы носи-
телями тока с противоположной ориентацией спиновых магнитных
моментов. Такие ОФК имеют широкие перспективы для создания ма-
териалов с наноразмерной структурой [4].
