Наблюдение поверхностного плазмонного резонанса в монохроматическом терагерцевом излучении на антимониде индия

Хасанов И.Ш.; Герасимов В.В.; Камешков О.Э.; Никитин А.К.; Кассандров В.В.

Наблюдение поверхностного плазмонного резонанса в монохроматическом терагерцевом излучении на антимониде индия

Хасанов И.Ш., Герасимов В.В., Камешков О.Э., Никитин А.К., Кассандров В.В.

Дата публикации в реестре: 2024-03-01T14:38:21Z

Аннотация:

В настоящее время интенсивно осваивается терагерцевый диапазон частот, находящийся на границе микроволнового и оптического диапазонов. Одним из широко используемых материалов в терагерцевой оптике является антимонид индия (InSb), чья плазменная частота ω_p зависит от степени легирования, температуры и освещенности поверхности. Обсуждается возможность генерации на поверхности образца InSb поверхностных плазмон-поляритонов – разновидности поверхностных электромагнитных волн – методом нарушенного полного внешнего отражения (НПВО) (схема Отто). При помощи формализма матриц рассеяния установлены условия наибольшей эффективности возбуждения поверхностных плазмон-поляритонов. В случае применения для этого терагерцевого излучения с частотой ω немного меньше ω_p длина распространения таких плазмон-поляритонов и глубина проникновения их поля в окружающую среду (воздух) сравнимы с длиной волны излучения. Возможно достижение поверхностного плазмонного резонанса в виде резкого уменьшения интенсивности отраженного от основания призмы НПВО монохроматического излучения при изменении угла падения и величины воздушного зазора. Были выполнены тестовые эксперименты по наблюдению поверхностного плазмонного резонанса на пластине InSb с использованием призмы из высокоомного кремния и монохроматического излучения (λ = 141 мкм) Новосибирского лазера на свободных электронах. Исследована зависимость резонансного провала от величины воздушного зазора, отделяющего призму от поверхности образца, и установлено его оптимальное (в случае резонанса) значение для полупроводников с плазменной частотой в терагерцевом диапазоне.