xxiii πανελληνιο ÏƒÏ Î½ÎµÎ´ÏÎ¹Î¿ Ï†Ï ÏƒÎ¹ÎºÎ·Ï‚ στερεας καταστασης & επιστημης ...

Σχήμα 2. Συντελεστής διέλευσης πλακιδίου (D=1.5c/ω T
)
πολαριτονικού υλικού χωρίς απορρόφηση, με τετραγωνικό
πλέγμα, σταθεράς a=1.1c/ω T
, από σφαιρικές κοιλότητες
αέρα, ακτίνας S=0.35c/ω T
, στο μέσον, για κάθετη
πρόσπτωση. Η σκιασμένη περιοχή δείχνει το πολαριτονικό
χάσμα. Δομές συντονισμού κάτω από την ω T
και κάτω από
την ω L
δείχνονται με μεγαλύτερη ανάλυση στα κάτω
διαγράμματα, όπου οι διάστικτες γραμμές δείχνουν τον
αντίστοιχο συντελεστή διέλευσης του ομοιογενούς
πλακιδίου. Οι δυο διακεκομμένες γραμμές στο κάτω δεξί
διάγραμμα δείχνουν τη μεταβολή στη θέση των
συζευγμένων φωνοπολαριτονικών καταστάσεων
επιφάνειας και κοιλότητας (διπολικών) συναρτήσει του
πάχους του πλακιδίου (βλ. ένθετο κατακόρυφο άξονα).
καταστάσεις συντονισμού οι οποίες εκδηλώνονται
ποικιλοτρόπως στο αντίστοιχο φάσμα διέλευσης. Εναλλακτικά
μπορούμε να πούμε ότι, λόγω της δισδιάστατης περιοδικής
δομής, οι ζώνες συχνοτήτων κυματοδηγού αναδιπλώνονται
εντός της πρώτης επιφανειακής ζώνης Brillouin του
συγκεκριμένου πλέγματος και αποκτούν ένα μικρό
φανταστικό μέρος λόγω σύζευξης με της εκτεταμένες
καταστάσεις σκέδασης.
Εντός του πολαριτονικού χάσματος, παρατηρούμε στο
φάσμα διέλευσης συντονισμούς που δεν υπάρχουν στο
ομοιογενές πλακίδιο. Αυτοί οφείλονται (α) σε διέγερση των
επιφανειακών φωνοπολαριτονικών καταστάσεων μέσω του
μηχανισμού “umklapp” που εξηγήσαμε προηγουμένως και (β)
σε διέγερση ιδιοκαταστάσεων των κοιλοτήτων που
ερμηνεύεται ως εξής. Μια μεμονωμένη διηλεκτρική κοιλότητα
διηλεκτρικής σταθεράς ε s, εντός πολαριτονικού υλικού που
εκτείνεται στο άπειρο, εμφανίζει δέσμιες καταστάσεις του ΗΜ
πεδίου στην περιοχή όπου ε(ω)1.5c/ω T), η επιφανειακή κατάσταση (σε 1.712ω T) και η διπολική κατάσταση
κοιλότητας (σε 1.733ω T) βρίσκονται στις θέσεις των αντίστοιχων κορυφών συντονισμού στο φάσμα διέλευσης που
δείχνουμε. Όσο το D μειώνεται, τόσο περισσότερο μετατοπίζονται οι αντίστοιχες ιδιοσυχνότητες. Η απορρόφηση στο
πολαριτονικό υλικό εξομαλύνει τις δομές συντονισμού και ουσιαστικά, εντός του πολαριτονικού χάσματος, μόνον η κορυφή
των διπολικών φωνοπολαριτονικών καταστάσεων κοιλότητας επιβιώνει στο φάσμα διέλευσης. Τέτοιες καταστάσεις
κοιλότητας μπορούν να βρουν ενδιαφέρουσες εφαρμογές σε φίλτρα συχνοτήτων, συντονιστές, κυματοδηγούς, κλπ., στην
περιοχή των ΤΗz.
Αυτή η εργασία υποστηρίχθηκε οικονομικά από το ερευνητικό πρόγραμμα «Καποδίστριας» του Πανεπιστημίου Αθηνών. Ο
Γ. Γκαντζούνης είναι υπότροφος του ΙΚΥ.
[1] Rung A., Ribbing C. G., Qiu M., Phys. Rev. B 72 (2005) 205120.
[2] Zhang W., Hu A., Lei X., Xu N., Ming N., Phys. Rev. B 54 (1996) 10280.
[3] Stoyanov N. S., Ward D. W., Feurer T., Nelson K. A., Nat. Mater. 1 (2002) 95.
[4] Stoyanov N. S., Feurer T., Ward D. W., Nelson K. A., Appl. Phys. Lett. 82 (2003) 674.
[5] Stoyanov N. S., Feurer T., Ward D. W., Statz E. R., Nelson K. A., Opt. Express 12 (2004) 2387.
[6] Stefanou N., Yannopapas V., Modinos A., Comput. Phys. Commun. 113 (1998) 49; 132 (2000) 189.
246