Ван-дер-ваальсовы материалы в нанофотонике: оптические свойства и перспективные применения
| Название НИОКТР | Ван-дер-ваальсовы материалы в нанофотонике: оптические свойства и перспективные применения |
|---|---|
| Аннотация | Объемные ван-дер-ваальсовы материалы представляют собой уникальный класс материалов, которые состоят из слоев, связанных между собой слабыми ван-дер-ваальсовыми силами. Эти материалы интересны тем, что из них можно выделить отдельные монослои, обладающие неординарными физическими и химическими свойствами. Самые известные примеры таких материалов включают графит, из которого можно получить графен, и дисульфид молибдена (MoS2), из которого можно выделить монослой дисульфида молибдена. В настоящее время синтезированы сотни таких материалов, при этом предсказаны тысячи подобных стабильных составов. Отличительными особенностями ван-дер-ваальсовых материалов являются: возможность отделения монослоев с использованием механических или химических методов; значительная анизотропия свойств, то есть их свойства могут сильно различаться в зависимости от направления измерения, например, теплопроводность и электрическая проводимость могут быть значительно выше в плоскости слоев по сравнению с направлением, перпендикулярным слоям; высокая химическая стабильность, что делает их привлекательными для различных приложений, включая электронику и фотонику; неординарные оптические свойства; возможность комбинирования этих материалов для создания функциональных гомо- и гетероструктур, искусственных материалов с заданными свойствами. Настоящий проект направлен на изучение оптических свойств объемных ван-дер-ваальсовых материалов методами спектральной эллипсометрии и рассеивающей сканирующей ближнепольной оптической микроскопии и на создание функциональных гомо- и гетероструктур из этих материалов с заданным оптическим откликом. Современная нанофотоника использует множество новых явлений для эффективного управления светом, такие как связанные состояния в континууме или локализованные состояния в континууме, хиральные оптические структуры и другие. Ключевым параметром для максимизации этих эффектов является показатель преломления, так как он него зависит резонансная длина волны и добротность резонанса. В большинстве случаев даже небольшое увеличение показателя преломления дает значительное преимущество в оптических приложениях. При этом для классических материалов показатель преломления имеет фундаментальные ограничения, а для ван-дер-ваальсовых материалов ряд ограничений снимается благодаря наличию ван-дер-ваальсовых связей между слоями, что приводит к высоким показателям преломления внутри слоев и высокой степени анизотропии оптических свойств одновременно. Благодаря высокому показателю преломления и высокой оптической анизотропии открываются новые возможности для управления светом на наномасштабах: субволновые оптические межсоединения (вплоть до 100 нм) с высокой плотностью размещения на чипе для интегральной нанофотоники (посткремниевая интегральная нанофотоника), направленное распространение и субдифракционное фокусирование поляритонов, реализация оптических систем с поверхностными волнами Дьяконова и др. Отсутствие данных по оптическим свойствам ван-дерваальсовых материалов значительно ограничивает исследователей и разработчиков в проектировании новых фотонных и оптоэлектронных устройств на основе этих эффектов. В совокупности полученные в рамках проекта экспериментальные данные позволят детально и точно описывать свойства объемных ван-дер-ваальсовых материалов и оптических систем на их основе. Данные по оптическим свойствам изучаемых материалов будут размещены открытых базах данных и будут доступны для всех исследователей. Проект будет способствовать разработке новых технологий, которые позволят создавать новые искусственные оптические системы из комбинации материалов с заданными свойствами, перспективные для создания новой элементной базы фотоники и оптоэлектроники. Исследования в этой области только начинаются, и новые открытия могут привести к созданию еще более эффективных и функциональных материалов. |
| Доступ к ОКОГУ исполнителя | False |
| Количество связанных РИД | 0 |
| Количество завершенных ИКРБС | 0 |
| Сумма бюджета | 21000.0 |
| Дата начала | 2025-05-29 |
| Дата окончания | 2027-12-31 |
| Номер контракта | 25-19-00326 |
| Дата контракта | 2025-05-29 |
| Количество отчетов | 3 |
| УДК | 681.382.473 |
| Количество просмотров | 17 |
| Руководитель работы | Арсенин Алексей Владимирович |
| Руководитель организации | Баган Виталий Анатольевич |
| Исполнитель | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "МОСКОВСКИЙ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)" |
| Заказчик | Российский научный фонд |
| Федеральная программа | Отсутствует |
| Госпрограмма | — |
| Основание НИОКТР | Грант |
| Последний статус | 2025-07-23 19:43:27 UTC, 2025-07-23 19:43:27 UTC |
| ОКПД | Работы оригинальные научных исследований и экспериментальных разработок в области естественных и технических наук, кроме биотехнологии |
| Отраслевой сегмент | — |
| Минздрав | — |
| Межгосударственная целевая программа | — |
| Ключевые слова | диэлектрическая проницаемость; Ван-дер-ваальсовы материалы; волноводы; резонаторы; спектральная эллипсометрия; микроспектрофотометрия; микрорефлектометрия; рассеивающая сканирующая ближнепольная оптическая микроскопия; интегральная нанофотоника; разветвители |
| Соисполнители | — |
| Типы НИОКТР | Фундаментальное исследование |
| Приоритетные направления | — |
| Критические технологии | — |
| Рубрикатор | 47.33.33 - Оптоэлектронные приборы |
| OECD | — |
| OESR | Нано-материалы [производство и свойства] |
| Приоритеты научно-технического развития | Отсутствует |
| Регистрационные номера | ikrbs: {'card_list': [{'id': 'GIKBW60X0V1UN514RRWGO0UI'}]} |