Донецкий физико−технический институт им. А. А. Галкина НАН Украины, Украина:

В. В. Румянцев

С. А. Федоров

Показано, что оптические характеристики несовершенного фотонного кристалла могут значительно меняться за счет трансформации спектра фотонных мод, вызванной присутствием примесных слоев. Изучен спектр фотонных мод в модели неидеальной сверхрешетки — «одномерного кристалла» с двумя элементами (слоями) в элементарной ячейке: первый слой — кремний, а второй — жидкий кристалл. Исследованы особенности зависимости ширины нижайшей запрещенной зоны от концентрации хаотически внедренных примесных слоев (в том числе плазмы) в такой системе. Показано, что развитая на основе приближения виртуального кристалла теория позволяет выполнять численный расчет концентрационной зависимости соответствующих оптических характеристик. Последнее обстоятельство значительно расширяет возможности моделирования подобных композитных материалов с заданными свойствами.

Работа выполнена в рамках совместного российско−украинского проекта № 06−02−12 (У).

1. Lyubchanskii, I. L. One−dimensional bigyrotropic magnetic photonic crystals / I. L. Lyubchanskii, N. N. Dadoenkova, M. L. Lyubchanskii, E. A. Shapovalov, A. Lakhtakia, Th. Rasing // Appl. Phys. Lett. − 2004. − V. 85. − P. 5932—5934.
2. Tolmachev, V. A. Electrically tunable fabry−perot resonator based on microstructured si containing liquid crystal / V. A. Tolmachev, V. A. Melnikov, A. V. Baldycheva, K. Berwick, T. S. Perova // Progress in Electromagn. Res. − 2012. − V. 122. − P. 293—309.
3. Xiang–kun Kong. The effect of random variations of structure parameters on photonic band gaps of one−dimensional plasms photonic crystal / Xiang−kun Kong, Shao−bin Liu, Hai−feng Zhang, He−lan Guan // Opt. Commun. − 2011. − V. 284, N 12. − P. 2915—2918.
4. Pokatilov, E. P. Kolebatel’nye vozbuzhdeniya, polyarony i eksitony v mnogosloinyh sistemah i sverhreshetkah / E. P. Pokatilov, V. M. Fomin, S. I. Beril − Kishinev : Shtiintsa, 1990. − 278 s.
5. Parmenter, R. H. Energy levels of a disordered alloy / R. H. Parmenter // Phys. Rev. − 1955. − V. 97. − P. 587—698.
6. Dargan, T. G. Critical analysis of the virtual crystal approximation / T. G. Dargan, R. B. Capaz, Koiler Belita // Brazilian J. Phys. − 1997. − V. 27/A. − P. 299—304.
7. Mezrag, F. Optoelectronic and dielectric properties of GaAs_xSb_1−x ternary alloys / F. Mezrag, N. Y. Aouina, N. Bouarissa // J. Mater. Sci. − 2006. − V. 41. − P. 5323—5328.
8. Zaiman, Dzh. Modeli besporyadka / Dzh. Zaiman. − M. : Mir, 1982. − 592 s.
9. Los’, V. F. Projection operator method in the theory of disordered systems. 1. Spectra of quasiparticles / V. F. Los’ // Theor. and Math. Phys. − 1987. − V. 73. − P. 85—102.
10. Yariv, A. Opticheskie volny v kristallah / A. Yariv, P. Yuh. − M. : Mir, 1987. − 616 s.
11. Rumyantsev, V. V. Peculiarities of band gap width dependence upon concentration of admixtures randomly included in 1D photonic crystal / V. V. Rumyantsev, S. A. Fedorov, K. V. Gumennyk // Photonic Crystals: Optical Properties, Fabrication and Applications − NY: Nova Science Publishers Inc., 2011. − P. 183—200.