Аномальная пикосекундная динамика оптического пропускания гибридной метаповерхности Au-Bi:YIG

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Методом фемтосекундной спектроскопии с временным разрешением “зонд-накачка” изучена суб- и пикосекундная динамика оптического отклика металл-диэлектрической метаповерхности на основе золотых наносфер, помещенных в слой висмутзамещенного железо-иттриевого граната. Показано, что плазмонные моды такой метаповерхности демонстрируют динамику, характерную для объемного золота, в то время как для поляритонной моды наблюдается замедление релаксации на несколько пикосекунд. Отличие связано с детектированием пучком зонда различных процессов на длинах волн плазмонной и поляритонной мод.

Об авторах

М. А. Кирьянов

МГУ имени М. В. Ломоносова

Email: fedyanin@nanolab.phys.msu.ru
119991, г. Москва, Россия

Г. С. Останин

МГУ имени М. В. Ломоносова

Email: fedyanin@nanolab.phys.msu.ru
119991, г. Москва, Россия

Т. В. Долгова

МГУ имени М. В. Ломоносова

Email: fedyanin@nanolab.phys.msu.ru
119991, г. Москва, Россия

М. Иноуе

Toyohashi University of Technology 1-1 Tempaku-cho

Email: fedyanin@nanolab.phys.msu.ru
1-1 Автор: Тенпаку, 441-8580, Тоёхаси, Айти, Япония

А. А. Федянин

МГУ имени М. В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: fedyanin@nanolab.phys.msu.ru
119991, г. Москва, Россия

Список литературы

  1. A. I. Kuznetsov, A.E. Miroshnichenko, M. L. Brongersma, Y. S. Kivshar, B. S. Luk'yanchuk, Sciense 354, aag2472 (2016).
  2. M.R. Shcherbakov, S. Liu, V.V. Zubyuk, A. Vaskin, P.P. Vabishchevich, G. Keeler, T. Pertsch, T.V. Dolgova, I. Staude, I. Brener, and A.A. Fedyanin, Nat. Commun. 8, 17 (2017).
  3. N. Meinzer, W. L. Barnes, and I.R. Hooper, Nature Photon. 8, 889 (2014).
  4. D. Rodrigo, A. Tittl, N. Ait-Bouziad, A. John-Herpin, O. Limaj, C. Kelly, D. Yoo, N. J. Wittenberg, S.-H. Oh, H.A. Lashuel, and H. Altug, Nat. Commun. 9, 2160 (2018).
  5. D. Ray, T.V. Raziman, C. Santschi, D. Etezadi, H. Altug, and O. J. F. Martin, Nano Lett. 20, 8752 (2020).
  6. Z. Wang, Y. Xiao, K. Liao, T. Li, H. Song, H. Chen, S.M. Z. Uddin, D. Mao, F. Wang, Z. Zhou, B. Yuan, W. Jiang, N.K. Fontaine, A. Agrawal, A.E. Willner, and X. Hu, Nanophotonics 11, 3531 (2022).
  7. A. S. Ustinov, A. S. Shorokhov, and D.A. Smirnova, JETP Lett. 114, 719 (2021).
  8. S. Makarov, A. Furasova, E. Tiguntseva, A. Hemmetter, A. Berestennikov, A. Pushkarev, A. Zakhidov, and Y. Kivshar, Adv. Opt. Mater. 7, 1800784 (2019).
  9. C. Wu, H. Yu, S. Lee, R. Peng, I. Takeuchi, and M. Li, Nat. Commun. 12, 1 (2021).
  10. X. Zhang, Y. Zhou, H. Zheng, A.E. Linares, F.C. Ugwu, D. Li, H.-B. Sun, B. Bai, and J.G. Valentine, Nano Lett. 21, 8715 (2021).
  11. K. I. Okhlopkov, A. Zilli, A. Tognazzi, D. Rocco, L. Fagiani, E. Mafakheri, M. Bollani, M. Finazzi, M. Celebrano, M.R. Shcherbakov, C.D. Angelis, and A.A. Fedyanin, Nano Lett. 21, 10438 (2021).
  12. F. Qin, L. Ding, L. Zhang, F. Monticone, C.C. Chum, J. Deng, S. Mei, Y. Li, J. Teng, M. Hong, S. Zhang, A. Alu, and C.-W. Qiu, Sci. Adv. 2, e1501168 (2016).
  13. А.Д. Гартман, А.С. Устинов, А.С. Шорохов, А.А. Федянин, Письма в ЖЭТФ 114, 509 (2021).
  14. S. Lepeshov and A. Krasnok, Nat. Nanotechnol. 16, 615 (2021).
  15. D.O. Ignatyeva, D.M. Krichevsky, V. I. Belotelov, F. Royer, S. Dash, and M. Levy, J. Appl. Phys. 132, 100902 (2022).
  16. A.V. Chetvertukhin, A. I. Musorin, T.V. Dolgova, H. Uchida, M. Inoue, and A.A. Fedyanin, J. Magn. Magn. Mater. 383, 110 (2015).
  17. 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).
  18. S. Abdollahramezani, O. Hemmatyar, M. Taghinejad, H. Taghinejad, Y. Kiarashinejad, M. Zandehshahvar, T. Fan, S. Deshmukh, A.A. Eftekhar, W. Cai, E. Pop, M.A. El-Sayed, and A. Adibi, Nano Lett. 21, 1238 (2021).
  19. V. Zubyuk, L. Carletti, M. Shcherbakov, and S. Kruk, APL Mat. 9, 060701 (2021).
  20. P.A. Shafirin, V.V. Zubyuk, A.A. Fedyanin, and M.R. Shcherbakov, Nanophotonics 11, 4053 (2022).
  21. A. Basiri, Md Z.E. Rafique, J. Bai, S. Choi, and Y. Yao, Light Sci. Appl. 11, 102 (2022).
  22. Y. Wu, L. Kang, H. Bao, and D.H. Werner, ACS Phot. 7, 2362 (2020).
  23. M. Mayer, M. J. Schnepf, T.A. F. K¨onig, and A. Fery, Adv. Opt. Mater. 7, 1800564 (2019).
  24. J. Wang, A. Coillet, O. Demichel, Z. Wang, D. Rego, A. Bouhelier, P. Grelu, and B. Cluzel, Light Sci. Appl. 9, 50 (2020).
  25. V.G. Kravets, A.V. Kabashin, W. L. Barnes, and A.N. Grigorenko, Chem. Rev. 118, 5912 (2018).
  26. C.-K. Sun, F. Vall'ee, L.H. Acioli, E.P. Ippen, and J.G. Fujimoto, Phys. Rev. B 50, 15337 (1994).
  27. R. Groeneveld, R. Sprik, and A.D. Lagendijk, Phys. Rev. B 51, 11433 (1995).
  28. N. Del Fatti, R. Bouffanais, F. Vall'ee, and C. Flytzanis, Phys. Rev. Lett. 81, 922 (1998).
  29. I.A. Novikov, M.A. Kiryanov, P.K. Nurgalieva, A.Yu. Frolov, V.V. Popov, T.V. Dolgova, and A.A. Fedyanin, Nano Lett. 20, 8615 (2020).
  30. V.V. Zubyuk, P.P. Vabishchevich, M.R. Shcherbakov, A. S. Shorokhov, A.N. Fedotova, S. Liu, G. Keeler, T.V. Dolgova, I. Staude, I. Brener, and A.A. Fedyanin, ACS Photonics 6, 2797 (2019).
  31. G.V. Hartland, Chem. Rev. 111, 3858 (2011).
  32. H. Harutyunyan, A.B. F. Martinson, D. Rosenmann, L.K. Khorashad, L.V. Besteiro, A.O. Govorov, and G.P. Wiederrecht, Nat. Nanotechnol. 10, 770 (2015).
  33. J. Guan, J.E. Park, S. Deng, M. J.H. Tan, J. Hu, and T.W. Odom, Chem. Rev. 122, 15177 (2022).
  34. 'A. Barreda, F. Vitale, A.E. Minovich, C. Ronning, and I. Staude, Adv. Photonics Res. 3, 2100286 (2022).
  35. M.G. Barsukova, A. I. Musorin, A. S. Shorokhov, and A.A. Fedyanin, APL Photonics 4, 016102 (2019).
  36. R. Rosei, F. Antonangeli, and U.M. Grassano, Surf. Sci. 37, 689 (1973).
  37. M. Guerrisi, R. Rosei, and P. Winsemius, Phys. Rev. B 12, 557 (1975).
  38. T. Stoll, P. Maioli, A. Crut, and F. Vall'ee, Eur. Phys. J. B 87, 1 (2014).
  39. N. Del Fatti, C. Voisin, M. Achermann, S. Tzortzakis, D. Christofilos, and F. Vall'ee, Phys. Rev. B 61, 16956 (2000).
  40. С.И. Анисимов, Б.Л. Капелиович, Т.Л. Перельман, ЖЭТФ 66, 776 (1974).
  41. S.-S. Wellershoff, J. Hohlfeld, J. G¨udde, and E. Matthias, Appl. Phys. A 69, S99 (1999).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023