Plasmon-Polaritonen an Oberflächen vonHybrid-Nanostrukturen aus magnetischen und dielektrischen Materialien

• Antragsteller: Professor Dr. Ilya Akimov
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 231781151

Dieser Projektvorschlag befasst sich mit der Untersuchung von Oberflächenplasmon-Polaritonen (SPP) in Hybrid-Nanostrukturen bestehend aus einer edelmetallischen Schicht und einer dielektrischen Schicht aus einem ferromagnetischen Material (in unserem Fall Seltene Erden-Eisen-Granate, bei denen die seltenen Erden partiell durch Wismut ersetzt sind). Zur Erhöhung der Wechselwirkung elektromagnetischer Felder mit dem magnetischen Medium sollen plasmonische Kristalle, die durch periodische Strukturierung der Metallschicht mit einer Periode vergleichbar mit der SPP-Wellenlänge entstehen, untersucht werden. Ziel ist, die Wechselwirkung der SPP mit der Magnetisierung des Dielektrikums zu untersuchen und darüber eine aktive Kontrolle der SPP zu erreichen. Zudem wird die SPP-unterstützte Lokalisierung elektromagnetischer Energie im magnetischen Material untersucht werden. Arbeitsschwerpunkte sind: (i) Verstärkung magnetooptischer Effekte in plasmonischen Kristallen; (ii) Untersuchung neuer magnetooptischer Effekte mit plasmonischen Strukturen; (iii) SPP-unterstützte Kontrolle der Magnetisierung in ferromagnetischen Dielektrika; und (iv) magnetooptische Kontrolle der Propagation von SPP-Pulsen, die in plasmonischen Kristallen geführt werden. Die gewonnenen Resultate werden sowohl für grundlegende als auch angewandte Fragestellungen von Bedeutung sein. In letzterer Hinsicht ist insbesondere das hohe Potential der vorgeschlagenen Strukturen für die Optoelektronik zu erwähnen, so etwa für Detektoren mit höchster Empfindlichkeit, für optische Nachrichtenverarbeitung sowie für rein optische magnetische Datenspeicher. Die Arbeiten werden in enger Kooperation zwischen der experimentellen Arbeitsgruppe an der TU Dortmund sowie Theoretikern an der Lomonosov Moscow State University durchgeführt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Russische Föderation
• Großgeräte: Two-color fs laser
• Gerätegruppe: 5700 Festkörper-Laser
• Beteiligte Institution: Russian Foundation for Basic Research
• Beteiligte Personen: Professor Dr. Manfred Bayer; Privatdozent Dr. Vladimir Belotelov; Professor Anatoly Sukhorukov