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 проекта 25-22-00386
НазваниеТопологические дефекты в двумерных фотонных кристаллах: возможности управления излучающими свойствами полупроводниковых наноструктур
Руководитель Степихова Маргарита Владимировна, Кандидат физико-математических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики им. А.В. Гапонова-Грехова Российской академии наук" , Нижегородская обл
Конкурс №102 - Конкурс 2025 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»
Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-204 - Нано- и микроструктуры
Ключевые слова Топологические дефекты, фотонные кристаллы, люминесценция, наноструктуры
Код ГРНТИ29.33.39
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Ожидаемые результаты
В ходе выполнения проекта будет решаться задача поиска новых возможностей и подходов к управлению свойствами электромагнитного излучения в активных средах с целью создания перспективных приборов и устройств интегральной фотоники.
В рамках задач проекта предлагается изучить особенности проявлений топологических эффектов и свойств нового типа топологических дефектов в двумерных фотонных кристаллах, а именно: топологических дефектов, представленных границей зерен (grain boundary loop) в двумерном фотонном кристалле геометрии «пчелиные соты». В ходе выполнения проекта будут изучены ближние и дальние поля состояния, локализованного в топологическом дефекте, особенности поляризационных свойств в дальнем поле. Впервые будут изучены возможности коллективных взаимодействий таких дефектов в фотонных кристаллах. Будут рассмотрены димеры, линейные цепочки и периодические массивы, представленные дефектами типа замкнутой границы зерен и составляющие кластерный кристалл, будут построены эффективные модели, описывающие такие системы. В рамках задач теоретического анализа будут выявлены особенности взаимодействия мод топологических дефектов с модами фотонных кристаллов геометрии «пчелиные соты».
Теоретически рассчитанные фотонные кристаллы с топологическими дефектами и их массивами будут реализованы на кремниевых структурах с наноостровками Ge(Si), излучающих в диапазоне длин волн 1.2 – 1.6 мкм. В ходе экспериментальных исследований, выполняемых методами микро-фотолюминесценции в стандартной геометрии и в геометрии измерений диаграммы направленности, будут изучены особенности проявлений топологических дефектов в люминесцентном отклике исследуемых структур. Будет изучена зонная структура ФК и дисперсионные характеристики фотонных мод ТД, рассмотрены проявления фотонных мод ТД в зонной структуре ФК. На заключительной стадии исследования будет проведено сравнение преимуществ и недостатков развиваемой идеологии топологических эффектов с традиционными дефектами, представленными в ФК пропусками отверстий (так называемыми «photonic cavity»).
Ожидается, что полученные результаты позволят сделать вывод о перспективности таких структур для решения задач создания эффективных приборов и устройств интегральной фотоники.
Полученные результаты проекта будут иметь значение для развития новой научной тематики ИФМ РАН, связанной с изучением топологических явлений в фотонных структурах.