Transmission in 3-layered system

• Autorzy: Szota M.

Warianty tytułu

PL

Transmisja w układzie trójwarstwowym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The thickness of the layers order of hundreds of nanometers in the multilayer structure causes that light of a given frequency does not propagate in the material. Forbidden frequency range for a given structure is called a photonic band gap. Current technologies allows for the construction of a given superlattice structure. The study analyzed transmission over the three-layer filter ABA-type in the P and S polarization. The base materials were A – NaCl, and B is GaAs. Transmission maps were tested for various materials B when B belonged to right-handed and left-handed materials. The influence of surrounding material and the relationship between the thickness of the layer B, and the properties of the filter. The study demonstrated the existence of differences in the transmission for different polarization. The three-layer structure material showed a transmission band. Using material LHM instead of RHM changed filtration properties of the system. A change of surrounding material has shifted transmission bands towards smaller angles, and there was the phenomenon of electromagnetic wave tunneling.

PL

Grubość warstw rzędu setek nanometrów w strukturze wielowarstwowej powoduje, że fala światła o danej częstotliwości nie propaguje się w materiale. Zakres częstotliwości wzbronionych dla danej struktury nazywany jest fotonicznym pasmem wzbronionym. Obecne technologie pozwalają na budowę supersieci o zadanej strukturze. W pracy analizowano transmisję przez trójwarstwowy filtr ABA dla polaryzacji typu P i S. Materiałami bazowymi były A – NaCl, natomiast B to GaAs. Badano mapy transmisji dla różnych materiałów B, gdy B należało do materiałów prawoskrętnych i lewoskrętnych. Analizowano wpływ materiału otoczenia oraz związek między grubością warstwy B a własnościami filtracyjnymi układu. W pracy wykazano występowanie różnic w transmisji dla różnych polaryzacji. Trójwarstwowy materiał wykazał pasmową strukturę transmisji. Użycie materiału LHM zamiast RHM zmieniło własności filtracyjne układu. Zmiana materiału otoczenia przesunęła pasma transmisji w stronę mniejszych kątów oraz wystąpiło zjawisko tunelowania fali elektromagnetycznej.

Słowa kluczowe

EN

transmission; multilayers; superlattice; matrix method

PL

transmisja; wielowarstwy; supersieci; metoda macierzowa

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 35, nr 2
• Strony: 215--218
• Opis fizyczny: Bibliogr. 44 poz., fig.

Twórcy

autor

Szota M.

• Institute of Materials Engineering, Czestochowa University of Technology, Czestochowa

Bibliografia

• [1] Born M., Wolf E.: Principles of optics. Pergamon Press, London (1968).
• [2] Yeh P.: Optical waves in layered media. John Wiley & Sons, New York (1988).
• [3] Briechowski L. M.: Wołny w słoistych sriedach. Nauka, Moskwa (1973).
• [4] Yariv A., Yeh P.: Optical Waves in crystals. Propagation and control of laser radiation. John Wiley & Sons, New York (1984).
• [5] Rostami A., Matloub S.: Exactly solvable inhomogeneous Fibonacciclass quasi-periodic structures (optical filtering). Opt. Comm. 247 (2005) 247÷256.
• [6] Esaki L., Tsu R.: Superlattice and negative differential conductivity in semiconductors, IBM J. Res. Develop. 14 (1970) 61÷65.
• [7] Wacker A.: Semiconductor superlattices: a model system for nonlinear transport. Phys. Rep. 357 (2002) 1÷111.
• [8] Gluck M., Kolovsky A. R., Korsch H. J.: Wannier-Stark resonances in optical and semiconductor superlattices. Phys. Rep. 366 (2002) 103÷182.
• [9] Albuquerque E. L., Cottam M. G.: Theory of elementary excitations in quasicrystals structures. Phys. Rep. 376, (2003) 225÷337.
• [10] Abe E., Yan Y., Pennycook S. J.: Quasicrystals as cluster aggregates. Nature Materials 3, (2004) 759÷767.
• [11] Zhou X., Hu Ch., Gong P., Qiu Sh.: Nonlinear elastic properties of decagonal quasicrystals. Phys. Rev. B 70, (2004) 94202÷94206.
• [12] Shechmtan D. S., Blench I., Gratias D., Cahn J. W.: Metallic phase with long-ranged orientational order and no translational symmetry. Phys. Rev. Lett. 53 (1984) 1951÷1953.
• [13] Levine D., Steinhardt P. J.: Quasicrystals: A new class of ordered structures. Phys. Rev. Lett. 53 (1984) 2477÷2480.
• [14] Levine D., Steinhardt P. J.: Quasicrystals. I. Definition and structure. Phys. Rev. B 34 (1986) 596÷616.
• [15] Steinhardt P. J., Ostlund S.: The physics of quasicrystals. World Scientific, Singapore (1987).
• [16] Guyot P., Krammer P., de Boissieu M.: Quasicrystals. Rep. Prog. Phys. 54 (1991) 1373÷1425.
• [17] Quasicrystals: The state of the Art. Ed.: D. P. DiVincenzo, P. J. Steinhardt, World Scientific, Singapore (1991).
• [18] Poon S. J.: Electronic properties of quasicrystals. An experimental review, Adv. Phys. 41 (1992) 303.
• [19] Hu Ch., Wang R., Ding D.-H.: Symmetry groups, physical property tensors, elasticity and dislocations in quasicrystals. Rep. Prog. Phys. 63 (2002) 1÷39.
• [20] John S.: Strong localization of photons in certain disordered dielectric superlattices. Phys. Rev. Lett. 58 (1987) 2486÷2489.
• [21] Yablonovitch E.: Inhibited spontaneous emission in solid-state physics and electronics. Phys. Rev. Lett. 58 (1987) 2059÷2062.
• [22] Yablonovitch E.: Kryształy fotoniczne, półprzewodniki światła. Świat Nauki 126 (2) (2002) 46÷53.
• [23] Joannopoulos J. D., Meade R. D., Winn J. N.: Photonic Crystals. Molding the flow of light. Princeton University Press, Singapore (1995).
• [24] Johnson S. G., Joannopoulos J. D.: Photonic Crystals. The road from theory to practice. Kluwer Academic Publishers, Boston (2002).
• [25] Silicon Photonics, Ed.: D. J. Lockwood, L. Pavesi. Springer-Verlag, Heidelberg (2004), seria Applied Physics vol. 94.
• [26] Sakoda K.: Optical properties of photonic crystals. Springer-Verlag, Berlin (2001).
• [27] Bjarklev A., Broeng J., Bjarklev A. S.: Photonic crystal fibers. Kluwer Academic Publishers, Boston (2003).
• [28] Veselago V. G.: Elektrodinamika veshchestv s odnovremeno otricatelnymi znacheniami ε i μ. Usp. Fiz. Nauk 92 (1968) 517÷529.
• [29] Smith D. R., Padilla W. J., Vier D. C., Nemat-Nasser S. C., Schultz S.: Composite medium with negative permeability and permittivity. Phys. Rev. Lett. 84, (2000) 4184÷4187.
• [30] Cubukcu E., Aydin K., Ozbay E., Foteinopoulou S., Soukoulis C. M.: Subwavelength resolution in a two-dimensional photonic-crystal-based superlens. Phys. Rev. Lett. 91 (2003) 207401.
• [31] Cubukcu E., Aydin K., Ozbay E., Foteinopoulou S., Soukoulis C. M.: Electromagnetic waves: Negative refraction by photonic crystals. Nature 423 (2003) 604÷605.
• [32] Bliokh K. Yu., Bliokh Yu. P.: What are the left-handed media and what is interesting about them, dostępne w EBP arXiv: physics/0408135 (2004).
• [33] Markos P., Soukoulis C. M.: Left-handed materials. dostępne w EBP arXiv:condmat/0212136 (2002).
• [34] Pokrovsky A. L., Efros A. L.: Sign of refractive index and group velocity in left-handed media. Solid St. Comm. 124 (2002) 283÷287.
• [35] Krowne C. M., Zhang Y.: Physics of negative refraction and negative index materials. Springer (2007).
• [36] Ramakrishna S. A., Grzegorczyk T. M.: Physics and applications of negative refractive index materials. SPIE Press and CRC Press (2009).
• [37] Klauzer-Kruszyna A.: Propagacja światła spolaryzowanego w wybranych supersieciach aperiodycznych. Praca doktorska, Wrocław (2005).
• [38] Garus S., Duś-Sitek M., Zyzik E.: Wpływ domieszki żelaza na własności transmisyjne supersieci Fe x Ni (1–x) /Cu. Nowe Technologie i Osiągnięcia w Metalurgii i Inżynierii Materiałowej. XII Międzynarodowa Konferencja Naukowa. Cz. 2., Częstochowa (2011).
• [39] Garus S., Garus J., Gruszka K.: Emulacja propagacji fali elektromagnetycznej w supersieciach przy użyciu algorytmu FDTD = Emulation of Electromagnetic Wave Propagation in Superlattices Using FDTD Algorithm. New Technologies and Achievements in Metallurgy and Materials Engineering. A Collective Monograph Edited by Henryk Dyja, Anna Kawałek. Chapter 2., Wydawnictwo WIPMiFS Politechniki Częstochowskiej (2012) 768÷771.
• [40] Jacak L., Hawrylak P., Wójs A.: Quantum dots. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York (1998).
• [41] Nalwa H. S.: Nanostructured materials and nanotechnology. Academic Press, New York (2002).
• [42] Kohler M., Fritzsche W.: Nanotechnology: an introduction to nanostructuring techniques. Wiley-VCH Verlag, Weinheim (2004).
• [43] Handbook of nanophase and nanostructured materials, Vol. 1, Synthesis, Ed.: Z. L. Wang, Y. Liu, Z. Zhang, Kluwer Academic/Plenum Publishers, New York (2003).
• [44] Jurczyk M., Jakubowicz J.: Nanomateriały ceramiczne. Wyd. Politechniki Poznańskiej, Poznań (2004).