Сотрудники лаборатории нанооптики и метаматериалов физического факультета изучили оптические моды наноалмазов

Ученые кафедры квантовой электроники физического факультета МГУ изучили собственные оптические моды наноалмазов и показали, что используя частицы резонансных размеров, можно существенно повысить эффективность одно-фотонных источников и сенсоров на основе центров окраски в наноалмазах. Результаты своей работы физики описали в статье, которая была опубликована в журнале ACS Photonics.

«Мы экспериментально получили спектры рассеяния оптического излучения на отдельных наноалмазах, форму и размер каждого из которых мы предварительно охарактеризовали с помощью электронной микроскопии. В спектрах рассеяния отчетливо видны резонансы, связанные с возбуждением магнито-дипольной и магнито-квадрупольной мод. Для частиц большего размера эти резонансы возбуждаются на больших длинах волн, для частиц меньшего размера — на меньших. Далее, путем численных расчетов, мы показали, что для частиц, резонанс которых приходится на длину волны люминисценции центра окраски, эффективность люминисценции значительно выше, нежели для нерезонансных частиц. Иными словами, возбужденный центр окраски в алмазе резонансного размера высвечивает фотон более чем на порядок быстрее, чем если бы он находился в частице нерезонансного размера», - рассказал сотрудник лаборатории нанооптики и метаматериалов Данил Шилкин.

Физики МГУ исследовали и обнаружили собственные оптические моды в наноалмазах, спектральное положение которых смещается при изменении размера частицы, и показали, что используя частицы резонансных размеров, можно существенно повысить эффективность одно-фотонных источников и сенсоров на основе центров окраски в наноалмазах.

«В нашей работе мы показали, что собственные резонансы наноалмазов оказывают существенное влияние на свойства люминисценции центров окраски и могут использоваться для повышения эффективности одно-фотонных источников и сенсоров на основе центров окраски в наноалмазах», - заключил ученый.

Работа была сделана в коллаборации с коллегами из Института общей физики им. А.М. Прохорова