Вышедшие номера
Home » Журнал технической физики » Год 2026, выпуск 2 » Статья стр. 266
<<<>>>
Плазмон-поляритоны на границе сверхпроводящего и несверхпроводящего искусственного алмаза
Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики им. А. В. Гапонова-Грехова Российской академии наук, Государственное задание, FFUF-2024-0032
Кукушкин В.А. 1,2, Кукушкин Ю.В.2
1Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики им. А.В. Гапонова-Грехова РАН, Нижний Новгород, Россия
2Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского, Нижний Новгород, Россия
Email: vakuk@ipfran.ru
Поступила в редакцию: 24 июня 2025 г.
В окончательной редакции: 6 сентября 2025 г.
Принята к печати: 12 сентября 2025 г.
Выставление онлайн: 5 января 2026 г.
PDF версия
Получены теоретические оценки характеристик поверхностных плазмон-поляритонов на границе высоколегированного бором сверхпроводящего и несверхпроводящего алмаза. Показано, что при температурах, значительно меньших критической температуры сверхпроводящего перехода, и частотах, ниже пороговой для разрыва куперовских пар дырок (примерно 300 GHz), они характеризуются пренебрежимо малой омической диссипацией. При пороговой частоте их длина волны и масштаб поперечной локализации электромагнитного поля минимальны и оказываются порядка 1 nm. При этих частотах возможно также существование омически бездиссипативных локализованных состояний поверхностных плазмон-поляритонов на наночастицах несверхпроводящего легированного алмаза, внедренных в сверхпроводящий легированный алмаз. При температуре вблизи критического значения пороговая частота поверхностных плазмон-поляритонов снижается примерно до 150 GHz. При этом они становятся омически диссипативными с длиной поглощения по полю порядка и более 7 μm, которая превышает их длину волны лишь при частотах менее примерно 100 GHz. Минимальные длина волны и масштаб поперечной локализации также достигаются при пороговой частоте, но равняются большим величинам 11 и 6 μm соответственно. Локализованные состояния поверхностных плазмон-поляритонов на наночастицах несверхпроводящего легированного алмаза, внедренных в сверхпроводящий легированный алмаз, также становятся омически диссипативными и имеют добротность больше единицы лишь в узком интервале (вблизи 3.76·1020 cm-3) концентраций легирующей примеси бора в этих частицах. Ключевые слова: алмаз, куперовская пара, легирование бором, переход изолятор-металл, сверхпроводимость, плазмон-поляритон.
  1. С.А. Майер. Плазмоника. Теория и приложения (НИЦ "Регулярная и хаотическая динамика", М., Ижевск, 2011) [S.A. Maier. Plasmonics: Fundamentals and Applications (Springer-Verlag, Berlin, 2007)]
  2. M.T. Hill, M. Marell, E.S.P. Leong, B. Smalbrugge, Y. Zhu, M. Sun, P.J. van Veldhoven, E.J. Geluk, F. Karouta, Y.S. Oei, R. Notzel, C.-Z. Ning, M.K. Smit. Opt. Express, 17 (13), 11107 (2009). DOI: 10.1364/OE.17.011107
  3. R.F. Oulton, V.J. Sorger, T. Zentgraf, R.M. Ma, C. Gladden, L. Dai, G. Bartal, X. Zhang. Nature, 461, 629 (2009). DOI: 10.1038/nature08364
  4. M.A. Noginov, G. Zhu, A.M. Belgrave, R. Bakker, V.M. Shalaev, E.E. Narimanov, S. Stout, E. Herz, T. Suteewong, U. Wiesner. Nature, 460 (7259), 1110 (2009). DOI: 10.1038/nature08318
  5. А.А. Абрикосов, Л.П. Горьков. ЖЭТФ, 35 (8), 1558 (1958). [A.A. Abrikosov, L.P. Gor'kov. Sov. Phys. JETP, 35 (6), 1090 (1959).]
  6. D.A. Kirzhnits, E.G. Maksimov, D.I. Khomskii. J. Low Temp. Phys., 10 (1/2), 79 (1973). DOI: https://doi.org/10.1007/BF00655243
  7. В.Л. Гинзбург, Д.А. Киржниц (ред.). Проблема высокотемпературной сверхпроводимости (Наука, М., 1977) [V.L. Ginzburg, D.A. Kirzhnits (editors). The Problem of High-Temperature Superconductivity (Springer, Berlin, 1982)]
  8. Q. Buisson, P. Xavier, J. Richard. Phys. Rev. Lett., 73 (23), 3153 (1994). DOI: 10.1103/PhysRevLett.73.3153
  9. A. Das Arulsamy. Appl. Phys. B, 131, 103 (2025). DOI: 10.1007/s00340-025-08454-7
  10. A. Thomas, E. Devaux, K. Nagarajan, T. Chervy, M. Seidel, G. Rogez, J. Robert, M. Drillon, T.T. Ruan, S. Schlittenhardt, M. Ruben, D. Hagenmuller, S. Schutz, J. Schachenmayer, C. Genet, G. Pupillo, T.W. Ebbesen. J. Chem. Phys., 162 (13), id.134701 (2025). DOI: 10.1063/5.0231202
  11. N. Strugo, K. Balasubramanian, D. Panna, A. Hayat. Opt. Lett., 45 (7), 2062 (2020). DOI: 10.1364/OL.387928
  12. А.С. Абрамов, И.О. Золотовский, Д.И. Семенцов. Опт. и спектр., 119 (5), 855 (2015). [A.S. Abramov, I.O. Zolotovskii, D.I. Sementsov. Opt. Spectr., 119 (5), 875 (2015). DOI: 10.1134/S0030400X15100021]
  13. M. Li, Z. Dai, W. Cui, Z. Wang, F. Katmis, J. Wang, P. Le, L. Wu, Y. Zhu. Phys. Rev. B, 89 (23), 235432 (2014). DOI: 10.1103/PhysRevB.89.235432
  14. O.L. Berman, Y.E. Lozovik, A.A. Kolesnikov, M.V. Bogdanova, R.D. Coalson. J. Opt. Society America B, 30 (4), 909 (2013). DOI: 10.1364/JOSAB.30.000909
  15. A. Tsiatmas, A.R. Buckingham, V.A. Fedotov, S. Wang, Y. Chen, P.A.J. de Groot, N.I. Zheludev. Appl. Phys. Lett., 97 (11), 111106 (2010). DOI: 10.1063/1.3489091
  16. M. Imada, A. Fujimori, Y. Tokura. Rev. Mod. Phys., 70 (4), 1039 (1998). DOI: 10.1103/RevModPhys.70.1039
  17. D. Pines. Phys. Rev., 109 (2), 280 (1958). DOI: 10.1103/PhysRev.109.280
  18. M.L. Cohen. Phys. Rev., 134 (2A), A511 (1964). DOI: 10.1103/PhysRev.134.A511
  19. M.L. Cohen. Rev. Mod. Phys., 36 (1), 240 (1964). DOI: 10.1103/RevModPhys.36.240
  20. M.L. Cohen, R.D. Parks (editor). Superconductivity (Marcel Decker, NY., 1964), v. 1, p. 615
  21. R.A. Hein, J.W. Gibson, R. Mazelsky, R.C. Miller, J.K. Hulm. Phys. Rev. Lett., 12 (12), 320 (1964). DOI: 10.1103/PhysRevLett.12.320
  22. R.A. Hein, J.W. Gibson, R.S. Allgaier, B.B. Jr. Houston, R. Mazelsky, R.C. Miller, J.G. Daunt, D.O. Edwards, F.J. Milford, M. Yaquab (editors). Low Temperature Physics, LT9 (Plenum Press, NY., 1965), p. 604
  23. J.F. Schooley, W.R. Hosler, M.L. Cohen. Phys. Rev. Lett., 12 (17), 474 (1964). DOI: 10.1103/PhysRevLett.12.474
  24. E.A. Ekimov, V.A. Sidorov, E.D. Bauer, N.N. Mel'nik, N.J. Curro, J.D. Thompson, S.M. Stishov. Nature, 428, 542 (2004). DOI: 10.1038/nature02449
  25. J. Scharpf, A. Denisenko, C.I. Pakes, S. Rubanov, A. Bergmaier, G. Dollinger, C. Pietzka, E. Kohn. Phys. Status Solidi A, 210 (10), 2028 (2013). DOI: 10.1002/pssa.201300093
  26. H. El-Hajj, A. Denisenko, A. Bergmaier, G. Dollinger, M. Kubovic, E. Kohn. Diamond Relat. Mater., 17 (4-5), 409 (2008). DOI: 10.1016/j.diamond.2007.12.030
  27. В.В. Шмидт. Введение в физику сверхпроводников (МЦНМО, М., 2000) [V.V. Schmidt. The Physics of Superconductors: Introduction to Fundamentals and Applications (Springer-Verlag, Berlin, 1997)]
  28. E. Bustarret, S. Koizumi, C. Nebel, M. Nesladek (editors). Physics and Applications of CVD Diamond (WILEY-VCH Verlag GmbH \& Co. KGaA, Weinheim, 2008), p. 329
  29. Е.М. Лифшиц, Л.П. Питаевский. Теоретическая физика. Том. IX. Статистическая физика. Ч. 2. Теория конденсированного состояния (Физматлит, М., 2002) [E.M. Lifshitz, L.P. Pitaevsky. Theoretical Physics. Vol. IX. Statistical Physics. Part 2. Condensed Matter Theory (Butterworth-Heinemann, Oxford, 2002)]
  30. O. Madelung. Semiconductors: Data Handbook (Springer, Berlin, 2004)
  31. N.F. Mott. Metal--Insulator Transitions (Taylor \& Francis, London-NY., 1990)
  32. Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. Теоретическая физика. Т. 3. Квантовая механика. Нерелятивистская теория (Наука, М., 1989) [L.D. Landau, E.M. Lifshitz. Theoretical Physics. Vol. III. Quantum Mechanics: Non-relativistic Theory (Butterworth-Heinemann, Oxford, 2003)]
  33. Н.В. Новиков (ред.). Физические свойства алмаза. Справочник (Наукова Думка, Киев, 1987)
  34. V.V. Brazhkin, E.A. Ekimov, A.G. Lyapin, S.V. Popova, A.V. Rakhmanina, S.M. Stishov, V.M. Lebedev, Y. Katayama, K. Kato. Phys. Rev. B, 74 (14), 140502(R) (2006). DOI: 10.1103/PhysRevB.74.140502
  35. V.V. Gerasimov, B.A. Knyazev, A.G. Lemzyakov, A.K. Nikitin, G.N. Zhizhin. J. Opt. Soc. Am. B, 33 (11), 2196 (2016). DOI: 10.1364/JOSAB.33.002196
  36. V.V. Gerasimov A.К. Nikitin, V.S. Vanda, A.G. Lemzyakov, I.A. Azarov. J. Infrared Milli Terahz Waves, 46, 32 (2025). DOI: 10.1007/s10762-025-01051-x
  37. Н.А. Поклонский, С.А. Вырко, А.Г. Забродский. ФТТ, 46 (6), 1071 (2004). [N.A. Poklonski, S.A. Vyrko, A.G. Zabrodskii. Solid State Physics, 46 (6), 1101 (2004). DOI: 10.1134/1.1767252]

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2026 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme