INFLUENCE OF UNIAXIAL PLASMON METASURFACE ON ANTIREFLECTION PROPERTIES OF DIELECTRIC LAYER
Subject and Purpose. The study of the effect of reflectionless electromagnetic waves propagation through solid-state structures containing metasurfaces at its boundaries has a great scientific and practical interest for improving the performance and creatingnew types of nanoelectronics and optics de...
Збережено в:
| Дата: | 2023 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Видавничий дім «Академперіодика»
2023
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/1381 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Radio physics and radio astronomy |
Репозитарії
Radio physics and radio astronomy| id |
oai:ri.kharkov.ua:article-1381 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Radio physics and radio astronomy |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
|
| spellingShingle |
Beletskii, M. M. Popovych, I. D. INFLUENCE OF UNIAXIAL PLASMON METASURFACE ON ANTIREFLECTION PROPERTIES OF DIELECTRIC LAYER |
| topic_facet |
|
| format |
Article |
| author |
Beletskii, M. M. Popovych, I. D. |
| author_facet |
Beletskii, M. M. Popovych, I. D. |
| author_sort |
Beletskii, M. M. |
| title |
INFLUENCE OF UNIAXIAL PLASMON METASURFACE ON ANTIREFLECTION PROPERTIES OF DIELECTRIC LAYER |
| title_short |
INFLUENCE OF UNIAXIAL PLASMON METASURFACE ON ANTIREFLECTION PROPERTIES OF DIELECTRIC LAYER |
| title_full |
INFLUENCE OF UNIAXIAL PLASMON METASURFACE ON ANTIREFLECTION PROPERTIES OF DIELECTRIC LAYER |
| title_fullStr |
INFLUENCE OF UNIAXIAL PLASMON METASURFACE ON ANTIREFLECTION PROPERTIES OF DIELECTRIC LAYER |
| title_full_unstemmed |
INFLUENCE OF UNIAXIAL PLASMON METASURFACE ON ANTIREFLECTION PROPERTIES OF DIELECTRIC LAYER |
| title_sort |
influence of uniaxial plasmon metasurface on antireflection properties of dielectric layer |
| title_alt |
ВПЛИВ ОДНОВІСНОЇ ПЛАЗМОННОЇ МЕТАПОВЕРХНІ НА ПРОСВІТЛЮВАЛЬНІ ВЛАСТИВОСТІ ДІЕЛЕКТРИЧНОГО ШАРУ |
| description |
Subject and Purpose. The study of the effect of reflectionless electromagnetic waves propagation through solid-state structures containing metasurfaces at its boundaries has a great scientific and practical interest for improving the performance and creatingnew types of nanoelectronics and optics devices. The aim of this work is to study the effect of an anisotropic uniaxial plasmon metasurface located at the boundary of the dielectric layer on the eff ect of reflectionless propagation of electromagnetic waves. The study of the effect of reflectionless propagation of electromagnetic waves through solid-state structures containing metasurfaces at its boundaries is of great scientific and practical interest for improving the performance and creating new types of nanoelectronics and optics devices.Methods and Methodology. Numerical simulations were used to study the effect of the reflectionless electromagnetic waves propagation through an anisotropic uniaxial plasma metasurface lying on the dielectric layer. It is used to determine the thicknesses and permeability values of the dielectric layer, for which the effect was observed.Results. It is shown that the presence of an anisotropic uniaxial plasmon metasurface on the dielectric layer leads to a significant conditions change of the effect of reflectionless propagation of p-polarized electromagnetic waves along and across the main axis of anisotropy of the metasurface. It was shown that the metasurface removes the rigid restriction of the dielectric layer permeability value. To achieve the effect of reflectionless propagation of electromagnetic waves, the permeability of the dielectric layer can be chosen within a wide range.Conclusion. Dielectric layers with anisotropic uniaxial plasmonic metasurfaces have significantly better characteristics for the effect of reflectionless propagation of electromagnetic waves. Th ey can be used to create fundamentally new nanoelectronic and optical devices.Keywords: p-polarized electromagnetic waves, reflectionless propagation, uniaxial plasmonic metasurface, reflection coefficientManuscript submitted 17.01.2022 Radio phys. radio astron. 2022, 27(3): 75-80 REFERENCES1. Macleod, H.A., 2017. Thin-Film Optical Filters. 5th ed. CRC Press. DOI: 10.1201/b21960.2. Cojcaru, E., 2011. Electromagnetic Tunneling in Lossless Trilayer Stacks Containing Single-Negative Metamaterials. Prog. Electromagn. Res. (PIER), 113, pp. 227–249. DOI: 10.2528/PIER11010707.3. Chao, Y., Zhao, H., 2013. Electromagnetic tunneling through a three-layer asymmetric medium containing epsilon-negative slabs.Cent. Eur. J. Phys., 11(5), pp. 594–600. DOI: 10.2478/s11534-013-0251-z.4. Beletskii, N.N., Borysenko, S.A., 2017. Reflectionless Transit of Electromagnetic Waves at the Normal Incidence on the Symmetric Three-Layered Structure Containing a Negative-Permittivity Layer. Telecommunications and Radio Engineering, 76(18),pp. 1613–1621. DOI: 10.1615/TelecomRadEng.v76.i18.30.5. Beletskii, N.N., Borysenko, S.A., 2018. Tunneling of electromagnetic waves through the three-layered structure containing a negative-permittivity layer. Radiofiz. Elektron., 23(2), pp. 54–60 (in Russian). DOI: 10.15407/rej2018.02.054.6. Beletskii, N.N., Borysenko, S.A., 2020. Inflfluence of frequency dispersion of a negative-permittivity layer on electromagnetic wave tunneling through a three-layered structure. Radiofiz. Elektron., 25(2), pp. 3–8 (in Russian). DOI: 10.15407/ rej2020.02.003.7. Beletskii, N.N., Borysenko, S.A., 2021. Electromagnetic wave tunneling through an asymmetric three-layer structure containing a conductive negative-permittivity layer. Radiofiz. Elektron., 26(2), pp. 3–9 (in Ukrainian). DOI: 10.15407/rej2021.02.003.8. Kotov, O.V., Lozovik, Yu.E., 2019. Hyperbolic hybrid waves and optical topological transitions in few-layer anisotropic metasurfaces. Phys. Rev. B, 100, pp. 165424(16 p.). DOI: 10.1103/PhysRevB.100.165424.9. Yermakov, O.Y., Permyakov, D.V., Porubaev, F.V., Dmitriev, P.A., Samusev, A.K., Iorsh, I.V., Malureanu, R., Lavrinenko, A.V., Bogdanov, A.A., 2018. Effective surface conductivity of optical hyperbolic metasurfaces: from far-field characterization to surface wave analysis. Sci. Rep., 8(1), pp. 14135. DOI: 10.1038/s41598-018-32479-y.10. Yermakov, O.Y., Ovcharenko, A.I., Song, M., Bogdanov, A.A., Iorsh, I.V. and Kivshar, Yu.S., 2015. Hybrid waves localized at hyperbolic metasurfaces. Phys. Rev. B, 91, pp. 235423(23 p.). DOI: 10.1103/PhysRevB.91.235423. |
| publisher |
Видавничий дім «Академперіодика» |
| publishDate |
2023 |
| url |
http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/1381 |
| work_keys_str_mv |
AT beletskiimm influenceofuniaxialplasmonmetasurfaceonantireflectionpropertiesofdielectriclayer AT popovychid influenceofuniaxialplasmonmetasurfaceonantireflectionpropertiesofdielectriclayer AT beletskiimm vplivodnovísnoíplazmonnoímetapoverhnínaprosvítlûvalʹnívlastivostídíelektričnogošaru AT popovychid vplivodnovísnoíplazmonnoímetapoverhnínaprosvítlûvalʹnívlastivostídíelektričnogošaru |
| first_indexed |
2024-05-26T06:28:46Z |
| last_indexed |
2024-05-26T06:28:46Z |
| _version_ |
1802895107580493824 |
| spelling |
oai:ri.kharkov.ua:article-13812023-06-20T14:13:38Z INFLUENCE OF UNIAXIAL PLASMON METASURFACE ON ANTIREFLECTION PROPERTIES OF DIELECTRIC LAYER ВПЛИВ ОДНОВІСНОЇ ПЛАЗМОННОЇ МЕТАПОВЕРХНІ НА ПРОСВІТЛЮВАЛЬНІ ВЛАСТИВОСТІ ДІЕЛЕКТРИЧНОГО ШАРУ Beletskii, M. M. Popovych, I. D. Subject and Purpose. The study of the effect of reflectionless electromagnetic waves propagation through solid-state structures containing metasurfaces at its boundaries has a great scientific and practical interest for improving the performance and creatingnew types of nanoelectronics and optics devices. The aim of this work is to study the effect of an anisotropic uniaxial plasmon metasurface located at the boundary of the dielectric layer on the eff ect of reflectionless propagation of electromagnetic waves. The study of the effect of reflectionless propagation of electromagnetic waves through solid-state structures containing metasurfaces at its boundaries is of great scientific and practical interest for improving the performance and creating new types of nanoelectronics and optics devices.Methods and Methodology. Numerical simulations were used to study the effect of the reflectionless electromagnetic waves propagation through an anisotropic uniaxial plasma metasurface lying on the dielectric layer. It is used to determine the thicknesses and permeability values of the dielectric layer, for which the effect was observed.Results. It is shown that the presence of an anisotropic uniaxial plasmon metasurface on the dielectric layer leads to a significant conditions change of the effect of reflectionless propagation of p-polarized electromagnetic waves along and across the main axis of anisotropy of the metasurface. It was shown that the metasurface removes the rigid restriction of the dielectric layer permeability value. To achieve the effect of reflectionless propagation of electromagnetic waves, the permeability of the dielectric layer can be chosen within a wide range.Conclusion. Dielectric layers with anisotropic uniaxial plasmonic metasurfaces have significantly better characteristics for the effect of reflectionless propagation of electromagnetic waves. Th ey can be used to create fundamentally new nanoelectronic and optical devices.Keywords: p-polarized electromagnetic waves, reflectionless propagation, uniaxial plasmonic metasurface, reflection coefficientManuscript submitted 17.01.2022 Radio phys. radio astron. 2022, 27(3): 75-80 REFERENCES1. Macleod, H.A., 2017. Thin-Film Optical Filters. 5th ed. CRC Press. DOI: 10.1201/b21960.2. Cojcaru, E., 2011. Electromagnetic Tunneling in Lossless Trilayer Stacks Containing Single-Negative Metamaterials. Prog. Electromagn. Res. (PIER), 113, pp. 227–249. DOI: 10.2528/PIER11010707.3. Chao, Y., Zhao, H., 2013. Electromagnetic tunneling through a three-layer asymmetric medium containing epsilon-negative slabs.Cent. Eur. J. Phys., 11(5), pp. 594–600. DOI: 10.2478/s11534-013-0251-z.4. Beletskii, N.N., Borysenko, S.A., 2017. Reflectionless Transit of Electromagnetic Waves at the Normal Incidence on the Symmetric Three-Layered Structure Containing a Negative-Permittivity Layer. Telecommunications and Radio Engineering, 76(18),pp. 1613–1621. DOI: 10.1615/TelecomRadEng.v76.i18.30.5. Beletskii, N.N., Borysenko, S.A., 2018. Tunneling of electromagnetic waves through the three-layered structure containing a negative-permittivity layer. Radiofiz. Elektron., 23(2), pp. 54–60 (in Russian). DOI: 10.15407/rej2018.02.054.6. Beletskii, N.N., Borysenko, S.A., 2020. Inflfluence of frequency dispersion of a negative-permittivity layer on electromagnetic wave tunneling through a three-layered structure. Radiofiz. Elektron., 25(2), pp. 3–8 (in Russian). DOI: 10.15407/ rej2020.02.003.7. Beletskii, N.N., Borysenko, S.A., 2021. Electromagnetic wave tunneling through an asymmetric three-layer structure containing a conductive negative-permittivity layer. Radiofiz. Elektron., 26(2), pp. 3–9 (in Ukrainian). DOI: 10.15407/rej2021.02.003.8. Kotov, O.V., Lozovik, Yu.E., 2019. Hyperbolic hybrid waves and optical topological transitions in few-layer anisotropic metasurfaces. Phys. Rev. B, 100, pp. 165424(16 p.). DOI: 10.1103/PhysRevB.100.165424.9. Yermakov, O.Y., Permyakov, D.V., Porubaev, F.V., Dmitriev, P.A., Samusev, A.K., Iorsh, I.V., Malureanu, R., Lavrinenko, A.V., Bogdanov, A.A., 2018. Effective surface conductivity of optical hyperbolic metasurfaces: from far-field characterization to surface wave analysis. Sci. Rep., 8(1), pp. 14135. DOI: 10.1038/s41598-018-32479-y.10. Yermakov, O.Y., Ovcharenko, A.I., Song, M., Bogdanov, A.A., Iorsh, I.V. and Kivshar, Yu.S., 2015. Hybrid waves localized at hyperbolic metasurfaces. Phys. Rev. B, 91, pp. 235423(23 p.). DOI: 10.1103/PhysRevB.91.235423. Предмет і мета роботи. Дослідження ефекту безвідбивного проходження електромагнітних хвиль через твердотільні структури, що містять на своїх межах метаповерхні, має великий науковий та практичний інтерес для покращення характеристик та створення нових типів пристроїв наноелектроніки та оптики. Метою роботи є вивчення впливу анізотропної одновісної плазмонної метаповерхні, що знаходиться на межі діелектричного шару, на ефект безвідбивного проходження електромагнітних хвиль.Методи і методологія роботи. Для дослідження ефекту безвідбивного проходження електромагнітних хвиль через анізотропну одновісну плазмову метаповерхню, що лежить на діелектричному шарі, використовувалося чисельне моделювання. З його допомогою були визначені товщини та величини проникності діелектричного шару, для яких має місце ефект безвідбивного проходження електромагнітних хвиль.Результати роботи. Показано, що наявність анізотропної одновісної плазмонної метаповерхні на діелектричному шарі призводить до істотної зміни умов виникнення ефекту безвідбивного проходження p-поляризованих електромагнітних хвиль, що поширюються вздовж та поперек головної осі анізотропії метаповерхні. Встановлено, що метаповерхня знімає жорстке обмеження на величину проникності діелектричного шару. Для появи ефекту безвідбивного проходження електромагнітних хвиль проникність діелектричного шару може обиратися у широких межах.Висновки. Діелектричні шари з анізотропними одновісними плазмонними метаповерхнями мають суттєво кращі характеристики для виникнення ефекту безвідбивного проходження електромагнітних хвиль. Вони можуть використовува-тися для створення принципово нових пристроїв наноелектроніки та оптики.Ключові слова: p-поляризовані електромагнітні хвилі, безвідбивне проходження, одновісна плазмонна метаповерхня, коефіцієнт відбиттяСтаття надійшла до редакції 17.01.2022 Radio phys. radio astron. 2022, 27(3): 075-080БІБЛІОГРАФІЧНИЙ СПИСОК1. Macleod H.A. Thin-Film Optical Filters. 5th ed. CRC Press, 2017. 696 p. DOI: 10.1201/b21960.2. Cojcaru E. Electromagnetic Tunneling in Lossless Trilayer Stacks Containing Single-Negative Metamaterials. Prog. Electromagn. Res. (PIER). 2011. Vol. 113. P. 227–249. DOI: 10.2528/PIER110107073. Chao Y., Zhao H. Electromagnetic tunneling through a three-layer asymmetric medium containing epsilon-negative slabs. Cent. Eur. J. Phys. 2013. Vol. 11, Iss. 5. P. 594–600. DOI: 10.2478/s11534-013-0251-z4. Beletskii N.N., Borysenko S.A. Reflectionless Transit of Electromagnetic Waves at the Normal Incidence on the Symmetric Three-Layered Structure Containing a Negative-Permittivity Layer. Telecommunications and Radio Engineering. 2017. Vol. 76, Iss. 18. P. 1613–1621. DOI: 10.1615/TelecomRadEng.v76.i18.305. Белецкий Н.Н., Борисенко С.А. Туннелирование электромагнитных волн через трехслойную структуру, содержащую слой с отрицательной диэлектрической проницаемостью. Радиофизика и электроника. 2018. Т. 23, No 2. С. 54–60. DOI:10.15407/rej2018.02.0546. Белецкий Н.Н., Борисенко С.А. Влияние частотной дисперсии слоя с отрицательной диэлектрической проницаемостью на туннелирование электромагнитных волн через трехслойную структуру. Радиофизика и электроника. 2020. Т. 25, No 2. С. 3–8. DOI: 10.15407/rej2020.02.003.7. Білецький М.М., Борисенко С.А. Тунелювання електромагнітних хвиль через несиметричну тришарову структуру, що містить провідний шар з негативною діелектричною проникністю. Радіофизіка та електроніка. 2021. Т. 26, No 2. С. 3–9.DOI: 10.15407/rej2021.02.0038. Kotov O.V., Lozovik Yu.E. Hyperbolic hybrid waves and optical topological transitions in few-layer anisotropic metasurfaces. Phys. Rev. B. 2019. Vol. 100. P. 165424(16 p.). DOI: 10.1103/PhysRevB.100.1654249. Yermakov O.Y., Permyakov D.V., Porubaev F.V., Dmitriev P.A., Samusev A.K., Iorsh I.V., Malureanu R., Lavrinenko A.V., Bogdanov A.A. Effective surface conductivity of optical hyperbolic metasurfaces: from far-field characterization to surface waveanalysis. Sci. Rep. 2018. Vol. 8, Iss. 1. P. 14135. DOI:10.1038/s41598-018-32479-y.10. Yermakov O.Y., Ovcharenko A.I., Song M., Bogdanov A.A., Iorsh I.V. and Kivshar Yu.S. Hybrid waves localized at hyperbolic metasurfaces. Phys. Rev. B. 2015. Vol. 91. P. 235423(23 p.). DOI: 10.1103/PhysRevB.91.235423 Видавничий дім «Академперіодика» 2023-06-13 Article Article application/pdf http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/1381 10.15407/rpra27.01.075 РАДИОФИЗИКА И РАДИОАСТРОНОМИЯ; Vol 27, No 1 (2022); 75 RADIO PHYSICS AND RADIO ASTRONOMY; Vol 27, No 1 (2022); 75 РАДІОФІЗИКА І РАДІОАСТРОНОМІЯ; Vol 27, No 1 (2022); 75 2415-7007 1027-9636 10.15407/rpra27.01 uk http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/1381/pdf Copyright (c) 2022 RADIO PHYSICS AND RADIO ASTRONOMY |