Nanoplasmonics

2024/2025

Academic Year

RUS

Instruction in Russian

6

ECTS credits

Delivered at:

Department of Physics

Course type:

Compulsory course

When:

1 year, 3, 4 module

Instructor

Zhurikhina, Valentina V.

Программа дисциплины

Аннотация

Дисциплина направлена на изучение явлений, связанных с коллективными электронными возбуждениями, локализованными в малых металлических частицах. Студенты получат представления о плазме металлов, локализованных плазмонах и поверхностных плазмон-поляритонах, а также о резонансном усилении плазмонами действующего электромагнитного поля и оптических явлениях, усиленных поверхностными плазмонами, о перспективных приложениях плазмонов в физике и нанотехнологиях, в том числе и в смежных с физикой областях.

Цель освоения дисциплины

• формирование представления о плазме металлов, локализованных плазмонах и поверхностных плазмон-поляритонах
• формирование представления о резонансном усилении плазмонами действующего электромагнитного поля и оптических явлениях, усиленных поверхностными плазмонами
• формирование представления о перспективных приложениях плазмонов в физике и нанотехнологиях, в том числе и в смежных с физикой областях

Планируемые результаты обучения

• Феноменологическая теория плазмонных поляритонов в системах "металл-диэлектрик (полупроводник)" с плоскими границами раздела. Практические навыки анализа дисперсионных зависимостей и структуры электромагнитного поля ППП.
• Знания на уровне доказательств и выводов. Теория оптических методов возбуждения плазмонов. Практические навыки расчета параметров системы, необходимых для возбуждения и наблюдения ППП.
• Общая теория плазменных мод в металлических наночастицах, спектр и распределение поля.
• Практические навыки расчета усиления действующего поля вблизи металлических наночастиц различной формы.
• Практические навыки расчета диэлектрической функции резонансных эффективных сред.
• Знания применений плазмоники в современной физике
• Получить знания на уровне доказательств и выводов, а также практические навыки расчета дисперсионных характеристик электронного газа в металлах и приложения фундаментальных положений электродинамики для описания плазменных явлений в электронном газе металлов
• Получить представления о плазмонике и истории ее развития

Содержание учебной дисциплины

• Введение в плазмонику
• Поверхностные плазмон-поляритоны
• Локализованные поверхностные плазмоны
• Приложения плазмоники в оптических нанотехнологиях

Элементы контроля

• Аудиторная работа
• Экзамен

Промежуточная аттестация

• 2024/2025 4th module
  0.25 * Аудиторная работа + 0.25 * Аудиторная работа + 0.5 * Экзамен

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

• Введение в физику твердого тела, Киттель, Ч., 1978
• Климов, В. В. Наноплазмоника / В. В. Климов. — 2-е изд., испр. — Москва : ФИЗМАТЛИТ, 2010. — 480 с. — ISBN 978-5-9221-1205-5. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/2204 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.
• Наноплазмоника, Климов, В. В., 2009
• Физика твердого тела. Т.1: ., Ашкрофт, Н., 1979
• Физика твердого тела. Т.2: ., Ашкрофт, Н., 1979
• Физика: курс лекций : учебное пособие : в 3 частях / составитель Л. А. Кузина. — Вологда : ВоГУ, [б. г.]. — Часть 3 : Оптика, квантовая физика, строение ядра, физика твёрдого тела — 2014. — 168 с. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/93123 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.

Рекомендуемая дополнительная литература

• Belotelov, V. I., Akimov, I. A., Poh, M., Kotov, V. A., Kasture, S., Vengurlekar, A. S., … Bayer, M. (2010). Extraordinary Magnetooptics in Plasmonic Crystals. Retrieved from http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&site=eds-live&db=edsbas&AN=edsbas.886A9473
• Guan, S., Yang, S. A., Zhu, L., Hu, J., & Yao, Y.-G. (2015). Electronic, Dielectric, and Plasmonic Properties of Two-Dimensional Electride Materials X$_2$N (X=Ca, Sr): A First-Principles Study. Retrieved from http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&site=eds-live&db=edsbas&AN=edsbas.C05C659
• Серебренников, А. М. Основы оптоинформатики: фурье-оптика, плазмоника и метаматериалы : учебное пособие / А. М. Серебренников. — Пермь : ПНИПУ, 2021. — 236 с. — ISBN 978-5-398-02492-0. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/239867 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.

Авторы

• Журихина Валентина Владимировна