Details

В данной работе проведены экспериментальные и теоретические исследования оптических свойств метаматериалов на основе полупроводниковой матрицы AlGaAs, содержащей массивы металлических нановключений AsSb. Исследуемые образцы содержали хаотические трёхмерные массивы нановключений AsSb или периодическую брэгговскую структуру слоёв AsSb. Получены и проанализированы спектры экстинкции света для структур, содержащих хаотические трёхмерные массивы нановключений As и AsSb. Впервые экспериментально обнаружен плазмонный резонанс в системе AsSb-AlGaAs. По теории Ми проведён расчёт спектров оптической экстинкции. Расчётные и экспериментальные параметры плазмонного резонанса совпали: резонансная частота составила 1.48эВ, а полная ширина на половине высоты - 0.18эВ. В случае нановключений As резонансная частота находится за пределами окна прозрачности матрицы AlGaAs.Также исследованы зависимости оптического отражения от периодической брэгговской системы слоёв нановключений AsSb в матрице AlGaAs для различных углов падения и поляризаций света. В экспериментальных спектрах наблюдается устойчивая брэгговская дифракция. Положение главного брэгговского пика при нормальном падении было зарегистрировано на энергии квантов света 1.57эВ, а его амплитуда составила 23%. Основной причиной сильной брэгговской дифракции света на слоях нановключений AsSb является близость по энергии плазмонного и брэгговского резонансов. Моделирование резонансного брэгговского отражения для различных углов падения и поляризаций света было выполнено методом матриц переноса, с учётом параметров обнаруженного плазмонного резонанса в системе нановключений AsSb.