name: Неэрмитовы интерференционные эффекты при рассеянии света высокоиндексными полупроводниковыми наночастицами
keyword_list: nanophotonics, high-index materials, metamaterials, metasurfaces, optics, non-hermitian physics, quasinormal modes, near field, multipole, electromagnetic scattering, all-dielectric nanophotonics
abstract: цель и задачи
  Взаимодействие света и материи, опосредованное диэлектрическими наночастицами, может быть естественным образом описано в рамках неэрмитовой физики. Эта работа направлена на то, чтобы привнести новую физику в полностью диэлектрическую нанофотонику, основанную на неэрмитовых модальных интерференционных эффектах. Такие помехи могут возникать в разных пространствах параметров, например, при настройке частоты или геометрии. Были поставлены следующие цели:
  • Исследовать новые подходы к управлению поведением света на наноуровне с помощью диэлектрических наночастиц. 
  • Разработать качественные и количественные физические модели рассеяния такими частицами и их взаимодействия с окружающей средой, в частности, связи возбужденных КНМ с мультипольным излучением, а также модели неконсервативных сил, возникающих в мультипольных полях. 
  • Спрогнозировать новые эффекты рассеяния с помощью упрощенных аналитических теорий с учетом неэрмитовости.
  • Создать реалистичные устройства для реализации ряда задач технологического значения в области оптики, химии и биологии.
  полученные результаты
  Следующие пункты представляют собой наиболее важные достижения, представленные в этой диссертации: 
  1. Впервые было обнаружено, что преобразование спинового углового момента лазерного пучка с круговой поляризацией в орбитальный угловой момент диэлектрической наночастицы (преобразование СУМ-ОУМ) может привести к появлению поля неконсервативных сил вблизи последней, не обязательно параллельное потоку энергии. 
  2. Предложена и численно подтверждена концепция инновационного типа полностью оптической наномашины, способной смешивать растворы и сортировать плазмонные наночастицы на наноуровне. 
  3. Теория, разработка и первое наблюдение четырехкратного гибридного анаполя в кремниевом наноцилиндре в видимом диапазоне. 
  4. Первый анализ взаимодействия гибридных анаполей с подложкой и исследование их разрушения при импульсном освещении. 
  5. Открытие, формальное объяснение и наблюдение нового механизма для достижения эффекта сверхрассеяния, основанного на интерферирующих резонансах диэлектрического резонатора без сферической симметрии. Показано существование нового ‘супердипольного’ резонанса, образующегося за счет конструктивной интерференции двух резонансов, в противоположность тому, как деструктивная интерференция приводит к квази-связанным состояниям в континууме. 
  6. Формулировка строгой теории для создания неэрмитовых сингулярностей (так называемых исключительных точек) в одиночной диэлектрической наночастице с использованием только настройки геометрии, и первая численная модель реалистичного резонатора, демонстрирующая этот эффект, для апробации концепции.
chairman_dissertation_council.name: Николай
chairman_dissertation_council.surname: Никоноров
chairman_dissertation_council.patronymic: Валентинович
chairman_dissertation_council.position: профессор (квалификационная категория "ведущий профессор"), факультет фотоники
chairman_dissertation_council.degree: Доктор физико-математических наук
chairman_dissertation_council.rank: Профессор
chairman_dissertation_council.wos_research_id: 0
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 7003772604
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Владимир
organization_supervisor.surname: Васильев
organization_supervisor.patronymic: Николаевич
organization_supervisor.position: ректор
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 29.19.22
rubrics.name: Физика наноструктур. Низкоразмерные структуры. Мезоскопические структуры
oecds.code: 02.10.NS
oecds.name: NANOSCIENCE & NANOTECHNOLOGY
oecds.code: 01.03.SY
oecds.name: OPTICS
oecds.code: 01.01.UR
oecds.name: PHYSICS, MATHEMATICAL
speciality_codes.name: Оптика
speciality_codes.code: 1.3.6.
supervisors.fio: Богданов Андрей Андреевич
supervisors.scientific_degree: Кандидат физико-математических наук
supervisors.speciality_code: Физика полупроводников
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Баранов Денис Григорьевич
opponents.scientific_degree: Кандидат физико-математических наук
opponents.speciality_code: Электрофизика, электрофизические установки
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Прохоров Алексей Валерьевич
opponents.scientific_degree: Доктор физико-математических наук
opponents.speciality_code: Физика конденсированного состояния
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: УНИВЕРСИТЕТ ИТМО; НИУ ИТМО; ИТМО
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИТМО"
protection_organization.ogrn: 1027806868154
protection_organization.supervisor_name: ВЛАДИМИР
protection_organization.supervisor_surname: ВАСИЛЬЕВ
protection_organization.supervisor_patronymic: НИКОЛАЕВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения
author_organization.short_name: УНИВЕРСИТЕТ ИТМО; НИУ ИТМО; ИТМО
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИТМО"
author_organization.ogrn: 1027806868154
author_organization.supervisor_name: ВЛАДИМИР
author_organization.supervisor_surname: ВАСИЛЬЕВ
author_organization.supervisor_patronymic: НИКОЛАЕВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения