Андрей Грунин: создаем один из вариантов для управления светом в компьютерах будущего

BUSINESS GUIDE: Как вы пришли к изучению плазмонных кристаллов?

АНДРЕЙ ГРУНИН: Одна из первых научных задач, которую я начал решать, когда был студентом, была связана с нанофотоникой — исследованием взаимодействия оптического излучения с различными наноструктурами. Мы начали придумывать различные наноматериалы, которые обладают наперед заданными оптическими свойствами, отличными от тех, что есть в природе. То есть отличающиеся, например, по спектру отражения, имеющие в нем какие-то особенности. Есть такой класс нанофотонных материалов, называющихся плазмонными кристаллами, представляющими собой периодически наноструктурированные пленки благородных металлов, которые ученые начали исследовать в 2000-х годах. Мы тоже начали заниматься исследованием данных структур, но немножко их модернизировав — сделав эти плазмонные кристаллы не из благородного, а из магнитного металла. В дальнейшем их назвали магнитоплазмонные кристаллы — это некие наноструктуры, у которых есть одновременно как интересные оптические, так и магнитооптические свойства.

BG: Что они собой представляют?

А. Г.: Плазмонные кристаллы — это периодическая наноструктура, пленка металла, на которой мы рисуем бороздочки с определенным периодом. Это могут быть просто вырезанные в металлической пленке какие-то пустоты, может быть рельеф с какой-то формой, но важно, что период этого структурирования меньше, чем длина волны. То есть, к примеру, длина волны видимого света — это диапазон от 400 до 750 нанометров, а период структуры плазмонного кристалла для видимого света должен быть около 300-400 нанометров. И вот в такой структуре, если на нее посветить под определенным углом светом с определенной длиной волны, начнут образовываться так называемые плазмон-поляритоны — элементарные квазичастицы, которые рождаются в этом плазмонном кристалле. Но чаще их называют просто поверхностные плазмоны. Фактически это смешанное состояние между поверхностной электромагнитной волной и колебанием электронов в этой металлической пленке.

BG: Как вам удается их наблюдать и исследовать?

А. Г.: Эти частицы виртуальные — в том смысле, что они существуют только на поверхности этого кристалла и не имеют привычной нам массы и размера. Наш подход дает возможность усилить магнитооптические эффекты и использовать магнитное поле в качестве инструмента, позволяющего эффективно управлять оптическим излучением. Теоретически это может быть использовано как один из вариантов, например, для управления светом в компьютерах будущего.