ԵՊՀ ֆիզիկայի ինստիտուտի գիտնականների և Սինգապուրի ազգային համալսարանի գործընկերների համատեղ հետազոտությունը հրապարակվել է «Advanced Optical Materials» միջազգային գիտական պարբերականում։ Հետազոտության հեղինակներն ուսումնասիրել են բնական ծագում ունեցող մուսկովիտ հանքանյութի օպտիկական հատկությունները և բացահայտել դրա կիրառման հնարավորությունները գերբարակ նանոֆոտոնային սարքերի ստեղծման գործում։
Գիտնականները պարզել են, որ մուսկովիտն ունի ցածր բեկման ցուցիչ և փոքր օպտիկական կորուստներ՝ ուլտրամանուշակագույնից մինչև մոտ ինֆրակարմիր սպեկտրային տիրույթում։ Այս հատկությունները կարևոր են ամբողջովին Վան դեր-Վաալսյան գերբարակ ֆոտոնային սարքերի ստեղծման համար։
Հետազոտության արդյունքները ներկայացված են հոդվածում, որի համահեղինակներն են ԵՊՀ ֆիզիկայի ինստիտուտի աշխատակիցներ Մերի Հայրապետյանը, Մաքսիմ Սարգսյանը, Դավիթ Կարախանյանը, Անի Խաչատրյանը, Մարիա Լևոնյանը, Արծրունի Մարգարյանը և Դավիթ Ղազարյանը։
Հետազոտական խումբը որոշել է մուսկովիտի օպտիկական հաստատունները 250–1700 նմ ալիքի երկարությունների տիրույթում։ Սպեկտրոսկոպիկ միկրոէլիպսոմետրիայի միջոցով գիտնականները բնութագրել են մուսկովիտի անիզոտրոպ դիէլեկտրիկ արձագանքը և պարզել, որ ուսումնասիրված սպեկտրային տիրույթում նյութն ունի ցածր բեկման ցուցիչ և աննշան կլանում։
Հետազոտողները նաև ցույց են տվել, որ մուսկովիտն ունի թույլ ներհարթային անիզոտրոպիա, որը կարելի է անտեսել 250 նմ-ից փոքր հաստությամբ բարակ շերտերի դեպքում։ Այս արդյունքները ցույց են տալիս մուսկովիտի՝ որպես ցածր բեկման ցուցիչ ունեցող օպտիկական շերտի կիրառման հնարավորությունները շերտավոր Վան դեր-Վաալսյան նյութերի հիմքով ֆոտոնային բաղադրիչներում։
Մուսկովիտի և MoS₂-ի օպտիկական հատկություններն ու բեկման ցուցիչների համեմատությունը
Հետազոտության հաջորդ փուլում գիտնականները մուսկովիտը համադրել են բարձր բեկման ցուցիչ ունեցող Վան դեր-Վաալսյան մոլիբդենի դիսուլֆիդի (MoS₂) հետ՝ նանոֆոտոնային բաղադրիչներ նախագծելու համար։ Նյութերի բեկման ցուցիչների մեծ հակադրությունը հնարավորություն է տալիս օպտիկական ինտերֆերենցիայի միջոցով արդյունավետ կառավարելու լույսը։
Այս համադրության հիման վրա հետազոտողները նախագծել են ամբողջովին Վան դեր-Վաալսյան բաշխված Բրեգգյան անդրադարձիչներ (DBR) և կարճալիք դիքրոիկ ճառագայթաբաժանիչներ (DSB), որոնք աշխատում են մոտ ինֆրակարմիր (NIR) սպեկտրային տիրույթում։
Հինգ շերտից բաղկացած DBR-ի ընդհանուր հաստությունը 650 նմ է, իսկ 1100 նմ-ից երկար ալիքի երկարությունների տիրույթում դրա միջին անդրադարձումը գերազանցում է 95%-ը։ Կարճալիք DSB-ի հաստությունը 690 նմ է։ Այն ապահովում է 990–1040 նմ սպեկտրային տիրույթում 98% միջին թափանցելիություն՝ միաժամանակ պահպանելով բարձր անդրադարձում 1240–1700 նմ ալիքի երկարությունների տիրույթում։
Ստացված արդյունքները ցույց են տալիս մուսկովիտի և բարձր բեկման ցուցիչ ունեցող Վան դեր-Վաալսյան նյութերի համադրման հնարավորությունները՝ բարակ, արդյունավետ օպտիկական բաղադրիչներ ստեղծելու համար։
Մուսկովիտից և MoS₂-ից կազմված ամբողջովին Վան դեր-Վաալսյան նանոֆոտոնային բաղադրիչների կառուցվածքն ու օպտիկական բնութագրերը
Այնուհետև հետազոտողները ներկայացրել են շերտային կառուցվածքների սխեմատիկ պատկերները, բեկման ցուցիչների պրոֆիլները և բաղադրիչների չափված ու մոդելավորված օպտիկական արձագանքները։
Հետազոտության արդյունքները ցույց են տալիս մուսկովիտի՝ որպես ցածր օպտիկական կորուստներով նյութի կիրառման ներուժը հաջորդ սերնդի ամբողջովին Վան դեր-Վաալսյան նանոֆոտոնային բաղադրիչների ստեղծման գործում։ ԵՊՀ գիտնականների և օտարերկրյա գործընկերների համատեղ աշխատանքը նպաստում է գերբարակ օպտիկական սարքերի նախագծման համար նոր նյութական լուծումների ուսումնասիրմանը։