С.В. Заботнов и Л.А. Головань

Руководитель направления : прфессор Л. А. Головань

Тел. 939-46-57, комн. 2-15 в здании Центра коллективного пользования физического факультета МГУ

На фото: профессор Л.А. Головань (справа), доцент С.В. Заботнов (слева) на конференции ICONO 2007 в Минске.

Научные интересы группы сосредоточены на формировании новых нанокомпозитных сред для фотоники и исследовании их линейных и нелинейных оптических свойств. Возрастающие потребности в передаче данных требуют создания новых приборов и устройств, позволяющих в широком спектральном диапазоне осуществлять быстрое переключение и изменять частоту сигнала. Дальнейшее развитие таких систем в основном определяется возможностью генерировать, переключать и детектировать оптический сигнал, используя нелинейно-оптические процессы. С другой стороны, современные телекоммуникационные технологии требуют миниатюризации устройств для управления распространением изучения. Однако большинство имеющихся на сегодня нелинейно-оптических кристаллов обладают либо сравнительно малой нелинейной восприимчивостью, но при этом в них возможна большая длина нелинейно-оптического взаимодействия, например за счёт фазового согласования процесса, либо, наоборот, при большой нелинейной восприимчивости длина взаимодействия очень мала и зачастую ограничена несколькими длинами волн. В связи с этим встает необходимость в развитии новых подходов, которые приведут к формированию новых искусственных материалов на основе наноструктур, позволяющих сочетать высокую нелинейную восприимчивость с большой длиной взаимодействия.
Получение и исследование новых материалов с требуемыми структурными и оптическими свойствами представляет собой актуальную задачу современной лазерной физики, решаемую методами нанотехнологии. Для этого тем или иным способом проводится “сборка” нанокристаллов или нанокластеров, электронные и оптические свойства которых определяются их размером и формой, а также взаимным расположением нанокластеров, а также их объемной долей. Важным примером таких сред являются пористые полупроводниковые и диэлектрические материалы, образующиеся в результате процесса электрохимического травления. Они представляют собой нанокомпозитные среды, образованные пустотами в объеме (порами) и оставшимися после удаления части материала нанокристаллами полупроводника или нанокластерами диэлектрика.
Другой пример нанокомпозитов представляют собой среды, образованные наночастицами полупроводников в процессе лазерной абляции – выноса вещества с облучаемой лазерными импульсами поверхности. Формируемые при этом наночастицы обладают сравнительно узким распределением по размерам и могут найти свое применение в фотонике, оптоэлектронике и даже медицине.
Все вышесказанное объясняет необходимость детального изучения оптических свойств полупроводниковых нанокомпозитов. Указанные материалы, как свидетельствуют результаты недавних исследований, могут обладать высокой эффективной нелинейной восприимчивостью и позволяют осуществить фазовое согласование нелинейно-оптических процессов. Широкое применение могут найти и линейные оптические свойства пористых сред, например двулучепреломление формы. Надо отметить, что важным достоинством устройств на основе пористых полупроводников является возможность легко интегрировать их с существующими полупроводниковыми оптическими и электронными элементами.
С фундаментальной точки зрения пористые полупроводники и диэлектрики, структурные параметры которых можно варьировать в широких пределах, меняя режимы их изготовления, являются хорошими модельными объектами для изучения электродинамики нанокомпозитных сред, в частности исследования влияния таких факторов как квантово-размерный эффект, адсорбция молекул и эффекты локального поля на оптические свойства наносистем. Основное внимание уделяется проявлениям эффектов локальных полей и исследованию возможностей управления с их помощью фотонными свойствами пористых полупроводников и диэлектриков.