Управляемый фазовым переходом резонанс Фано в гибридных структурах опал VO2
Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation , State Government Program, FFUG-2024-0017
Грудинкин С.А.
1, Климов В.А.
1, Кутузова А.А.
2, Певцов А.Б.
1, Рыбин М.В.
1, Шадрин Е.Б.
1, Голубев В.Г.
11Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
2School of Physics and Engineering, ITMO University, St. Petersburg, Russia

Email: grudink.gvg@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 8 сентября 2026 г.
В окончательной редакции: 23 сентября 2026 г.
Принята к печати: 23 сентября 2026 г.
Выставление онлайн: 16 ноября 2026 г.
Синтезированы и исследованы структурные и оптические свойства трехмерных фотонно-кристаллических гибридных структур, представляющих собой пленки синтетических опалов, покрытые слоем диоксида ванадия. Экспериментально продемонстрирована возможность управления оптическим откликом синтезированных структур за счет изменения диэлектрических констант VO2 при фазовом переходе полупроводник-металл. При этом глубина модуляции коэффициента отражения в спектральной области фотонной стоп-зоны синтезированных структур достигала 13 dB. Показано, что концепция резонанса Фано позволяет объяснить наблюдаемую трансформацию спектров. Ключевые слова: фотонный кристалл, оптический отклик, опал, диоксид ванадия, фазовый переход полупроводник-металл.
- D.J. Norris, E.G. Arlinghaus, L. Meng, R. Heiny, L.E. Scriven. Adv. Mater. 16, 16, 1393 (2004)
- Optical Properties Of Photonic Structures: Interplay of Order and Disorder / Eds M.F. Limonov, R.M. De La Rue. CRC Press, Taylor \& Francis Group, Boca Raton, FL, USA (2012). 514 p
- E. Armstrong, C. O'Dwyer. J. Mater. Chem. C 3, 24, 6109 (2015)
- X. Lv, B. Zhong, Y. Huang, Z. Xing, H. Wang, W. Guo, X. Chang, Zh. Zhang. Chin. J. Mech. Eng. 36, 1, 39 (2023)
- Z. Qian, L. Shan, X. Zhang, Q. Liu, Y. Ma, Q. Gong, Y. Gu. PhotoniX 2, 1, 21 (2021)
- A.I. Kuznetsov, M.L. Brongersma, J. Yao, M.K. Chen, U. Levy, D.P. Tsai, N.I. Zheludev, A. Faraon, A. Arbabi, N. Yu, D. Chanda, K.B. Crozier, A.V. Kildishev, H. Wang, J.K.W. Yang, J.G. Valentine, P. Genevet, J.A. Fan, O.D. Miller, A. Majumdar, J.E. Froch, D. Brady, F. Heide, A. Veeraraghavan, N. Engheta, A. Alu\`u, A. Polman, H.A. Atwater, P. Thureja, R. Paniagua-Dominguez, S.T. Ha, A.I. Barreda, J.A. Schuller, I. Staude, G. Grinblat, Y. Kivshar, S. Peana, S.F. Yelin, A. Senichev, V.M. Shalaev, S. Saha, A. Boltasseva, J. Rho, D.K. Oh, J. Kim, J. Park, R. Devlin, R.A. Pala. ACS Photonics 11, 3, 816 (2024)
- A.B. Pevtsov, D.A. Kurdyukov, V.G. Golubev, A.V. Akimov, A.M. Meluchev, A.V. Sel'kin, A.A. Kaplyanskii, D.R. Yakovlev, M. Bayer. Phys. Rev. B 75, 15, 153101 (2007)
- L. Landstr\=o m, N. Arnold, D. Brodoceanu, K. Piglmayer, D. Bauerle. Appl. Phys. A 83, 2, 271 (2006)
- M.V. Rybin, A.B. Khanikaev, M. Inoue, A.K. Samusev, M.J. Steel, G. Yushin, M.F. Limonov. Phot. Nano. Fund. Appl. 8, 2, 86 (2010)
- M.F. Limonov, M.V. Rybin, A.N. Poddubny, Y.S. Kivshar. Nature Photon. 11, 9, 543 (2017)
- Y. Wu, W. Tao, F. Zhao, C. Li, B. Fang, P. Zhang, Z. Hong, X. Jing, M. Yu. Opt. Laser Technol. 179, 111376 (2024)
- I.O. Oguntoye, S. Padmanabha, M. Hinkle, T. Koutsougeras, A.J. Ollanik, M.D. Escarra. ACS Appl. Mater. Interfaces 15, 34, 41141 (2023)
- J. Zhu, R. Zeng, Y. Yang, Y. Zhou, Z. Gao, Q. Wang, R. Hong, D. Zhang. Crystals 14, 12, 1096 (2024)
- F.J. Morin. Phys. Rev. Lett. 3, 1, 34 (1959)
- H.V. Verleur, A.S. Barker Jr, C.N. Berglund. Phys. Rev. 172, 3, 788 (1968)
- A. Cavalleri, C. Toth, C.W. Siders, J.A. Squier, F. Raksi, P. Forget, J.C. Kieffer. Phys. Rev. Lett. 87, 23, 237401 (2001)
- А.Б. Певцов, С.А. Грудинкин, Н.А. Поддубный, С.Ф. Каплан, Д.А. Курдюков, В.Г. Голубев. ФТП 44, 12, 1585 (2010). [A.B. Pevtsov, S.A. Grudinkin, A.N. Poddubny, S.F. Kaplan, D.A. Kurdyukov, V.G. Golubev. Semiconductors 44, 12, 1537 (2010).]
- S.A. Grudinkin, S.F. Kaplan, N.F. Kartenko, D.A. Kurdyukov, V.G. Golubev. J. Phys. Chem. C 112, 46, 17855 (2008)
- А.В. Ильинский, Е.Б. Шадрин. ФТТ 65, 3, 460 (2023). [A.V. Ilinskiy, E.B. Shadrin. Phys. Solid State 65, 3, 450 (2023).]
- G.M. Gajiev, V.G. Golubev, D.A. Kurdyukov, A.V. Medvedev, A.B. Pevtsov, A.V. Sel'kin, V.V. Travnikov. Phys. Rev. B 72, 20, 205115 (2005)
- P. Jiang, J.F. Bertone, K.S. Hwang, V.L. Colvin. Chem. Mater. 11, 8, 2132 (1999)
- W. Zhou, D. Zhao, Y.-C. Shuai, H. Yang, S. Chuwongin, A. Chadha, J.-H. Seo, K.X. Wang, V. Liu, Z. Ma, S. Fan. Prog. Quantum Electron. 38, 1, 1 (2014)
- N. Caselli, F. Intonti, F. La China, F. Biccari, F. Riboli, A. Gerardino, L. Li, E.H. Linfield, F. Pagliano, A. Fiore, M. Gurioli. Nature Commun. 9, 1, 396 (2018)
- S. Chen, Y. Gao, K. Sun, Q. Zhang, Z. Ye, Q. Fu, Y. Fan, F. Zhang. Discov. Appl. Sci. 6, 1, 6 (2024)
- О.П. Виноградова, А.И. Сидоров, В.А. Климов, Е.Б. Шадрин, А.В. Нащекин, С.Д. Ханин, В.Ю. Любимов. ФТТ 50, 7, 1177 (2008). [O.P. Vinogradova, A.I. Sidorov, V.A. Klimov, E.B. Shadrin, A.V. Nashchekin, S.D. Khanin, V.Yu. Lyubimov. Phys. Solid State 50, 7, 1227 (2008).]
- A.V. Ilinskiy, O.E. Kvashenkina, E.B. Shadrin. Smart Nanocomposites 7, 1, 69 (2016)
- J.D. Joannopoulos, S.G. Johnson, J.N. Winn, R.D. Meade. Photonic Crystals: Molding the Flow of Light. Princeton University Press, Princeton, NJ (2008). 285 p.