КАРТОЧКА
ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер 24-72-10038
НазваниеПерестраиваемые метаповерхности Гюйгенса из материалов с фазовой памятью
РуководительБарышникова Ксения Владимировна, Кандидат физико-математических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет ИТМО", г Санкт-Петербург
| Период выполнения при поддержке РНФ | 07.2024 - 06.2027 |
Конкурс№98 - Конкурс 2024 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными.
Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе, 02-204 - Нано- и микроструктуры
Ключевые словаМетаповерхности Гюйгенса, GST, связанные состояния в континууме, генерация третьей гармоники
Код ГРНТИ29.19.22
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
За последние десятилетия интерес к новым фотонным структурам значительно возрос. Такие структуры включают фотонные кристаллы, метаматериалы и метаповерхности, обладающие различными свойствами, такими как модификация волнового фронта, резонансное увеличение плотности энергии, и использование элементов Гюйгенса для управления световыми волнами. Однако эти структуры сохраняют свои свойства после их изготовления, что существенно ограничивает возможности практического применение. Для преодоления этой проблемы предлагается использовать материалы с фазовой памятью, но это заметно усложняет задачу. Публикации в журналах по фотонике, включая самые престижные, такие как Nature Photonics, свидетельствуют о повышенном интересе к этой области. Создание перестраиваемых фотонных структур, особенно с использованием материалов с фазовой памятью, привлекает внимание исследователей по всему миру.
Данный проект направлен на разработку перестраиваемых метаповерхностей Гюйгенса на основе материалов с фазовой памятью, представляя собой масштабную задачу, включающую теоретическую разработку, изготовление образцов, измерения и корректировку теоретических моделей на основе полученных результатов. Это также будет включать создание метаповерхностей, способных переключаться между пропусканием и отражением света в зависимости от состояния материала с фазовой памятью.
Решаемая научная проблема заключается в разработке перестраиваемых метаповерхностей Гюйгенса на основе материалов с фазовой памятью, способных менять свои оптические свойства под воздействием управляющих импульсов. Эта проблема крайне актуальна в современной фотонике, поскольку создание таких перестраиваемых структур имеет потенциал для ряда важных практических приложений, включая оптическое коммуникационное оборудование, управление светом и создание новых видов оптических устройств. Научная новизна этого подхода заключается в комбинации фотонных структур с материалами, обладающими фазовой памятью, что открывает новые возможности для контроля света на уровне излучения и обработки сигналов. О новизне свидетельствует заметное число научных статей по данному направлению, опубликованных в журналах с высоким импакт-фактором. Использование материалов с фазовой памятью для создания перестраиваемых метаповерхностей открывает перспективы для создания устройств, способных динамически реагировать на изменяющиеся потребности или управлять оптическими сигналами в реальном времени. Это может найти применение в оптических сенсорах, световых модуляторах, оптической интеграции и других областях, где требуется активное управление светом. Создание перестраиваемой метаповерхности на основе материалов с фазовой памятью представляет собой интересную научную проблему, требующую интеграции знаний из различных областей, включая оптику, физику твердого тела, метаматериалы и фотонику. Этот подход представляет собой новый путь к созданию устройств с контролируемыми оптическими свойствами и может иметь важные практические применения в современных оптических системах.
Ожидаемые результаты
Основной результат данного проекта будет заключаться в определении физических принципов, а также конкретных параметров переключаемых метаповерхностей Гюйгенса на основе материалов с фазовой памятью. В ходе выполнения данного проекта будет сформулирован ряд фундаментальных выводов о возможности получения метаповерхностей Гюйгенса, поддерживающих разные рабочие режимы в двух состояниях материалов с фазовой памятью. Будет проведен полный цикл исследований, включающий разработку структур, их изготовление и экспериментальную проверку. Результаты работы над данным проектом соответствуют мировому уровню и будут опубликованы в журналах из квартиля Q1.
Фотоника – это физическое направление, которое сформировалось во второй половине XX века и в настоящее время демонстрирует стремительный рост, поскольку результаты соответствующих исследований произвели технологическую революцию и материализовались в приборах и устройствах нашего ежедневного пользования. Дальнейший прогресс фотоники требует появления новых материалов, обладающих уникальными свойствами, которые позволят динамически изменять характеристики устройств заданным образом, причем без использования дополнительной энергии для поддержания работы устройства в измененном состоянии. Результаты работы над настоящим проектом приблизят нас к созданию более совершенных приборов и устройств. Это позволит улучшить экономическую рентабельность производства многих компонент, используемых в оптической телекоммуникации, мобильных гаджетах, устройствах персонифицированной медицины и др., т.е. создаст необходимый технологический фундамент для улучшения условий комфортной жизни нашего общества.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ