Гиперболические метаматериалы (ГММ) в виде упорядоченных массивов металлических наностержней в диэлектрической матрице являются чрезвычайно привлекательными оптическими материалами для управления параметрами света [1]. Одним из наиболее перспективных инструментов для in situ настройки оптических свойств метаматериалов является приложение внешнего магнитного поля [2]. Однако на данный момент в литературе не представлено систематических исследований ГММ на основе упорядоченных массивов магнитоплазмонных наноструктур.
В недавней работе [3] мы представляем результаты синтеза ГММ на основе высокоупорядоченных массивов бисегментированных наностержней Au/Ni в матрице анодного оксида алюминия и подробное исследование их оптических и магнитооптических свойств. Значительное усиление магнитного контраста и изменение его знака наблюдается в спектральной окрестности полюса и нулевого значения диэлектрической проницаемости. Так в геометрии Фарадея, в случае, когда луч проходит сначала через сегменты никеля, а затем золота, магнитный контраст достигает значений 6·103 на длине волны 800 нм и угле падения ~ 55°. После прохождения p-поляризованного света через слой ферромагнетика его плоскость поляризации поворачивается вследствие гиротропного взаимодействия с никелем и немного наклоняется по отношению к плоскости падения. В слое золота происходит гораздо более значительное закручивание плоскости поляризации из-за анизотропии поглощения и разницы фазовых скоростей обыкновенного и необыкновенного лучей. Результаты проведённого исследования перспективны для создания устройств нанофотоники и управления светом с помощью внешнего магнитного поля.
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (грант № 18-73-10151).
[1] M.G. Silveirinha, Nonlocal homogenization model for a periodic array of epsilon-negative rods // Physical Review E, 2006, v. 73, 10. DOI: 10.1103/PhysRevE.73.046612.
[2] A.K. Zvezdin, V.A. Kotov, Modern Magnetooptics and Magnetooptical Materials // Taylor & Francis, 1997.
[3] I.V. Malysheva, I.A. Kolmychek, A.M. Romashkina, A.P. Leontiev, K.S. Napolskii, T.V. Murzina, Magneto-optical effects in hyperbolic metamaterials based on ordered arrays of bisegmented gold/nickel nanorods // Nanotechnology, 2021, v. 32, 305710. DOI: 10.1088/1361-6528/abf691.