350 rub
Journal Achievements of Modern Radioelectronics №5 for 2011 г.
Article in number:
Fractal Antennas, Nano-technologies, Resonances and Plasmons
Keywords: fractal scaling nano-antennas plasmons plasmon meta-materials
Authors:
A.A. Potapov
Abstract:
In the analytical review on the basis of the foreign works, the fractal nano-antennas, fractal nano-structures and plasmons are considered. It is shown that the heightened optical transparency in H-fractal apertures appears from localized resonances of cut-off [32]. The subwave scale of H-fractals sizes allows using the description of aperture grating by means of media effective parameters and value corresponds to the dispersion in plasma and value corresponds to a diamagnet. The transmission and reflection properties of the metal fractal apertures can be controlled by the apertures geometric parameters such as a slit length and a scaling order and by exciting the surface plasmons in the closely placed aperture walls. The force of interaction between the surface plasmons on the side walls depends on the width of aperture slit. A big width will lead to the resonance frequency shift to high values due to the decay of interaction between the surface plasmons. Thus by adding the highest orders to the fractal pattern and/or changing the slit width the plasma effective permittivity can be created and adjusted in the wide frequency range beyond the limitations which are imposed by internal properties of metals and dielectrics. The physical effects considered above give us an opportunity to design new in essence structures (plasmon meta-materials) on the surface plasmons using the swift developing fractal methods.
Pages: 5-12
References
  1. Dresselhaus M.S. // Nature. 2004. V. 432. P. 959.
  2. Slepyan G.Ya., Shyba M.V., Maksimenko S.A., Lakhtakia A. // Physical Rev. B. 2006. V. 73. P. 195416.
  3. Shuba M.V., Slepyan G.Ya., Maksimenko S.A., et al. // Physical Rev. B. 2009. V. 79. P. 155403.
  4. Hanson G.W. // IEEE Trans. 2005. V. AP-53. № 11. P. 3426.
  5. Lan Y., Zeng B., Zhang H., et al. // Int. J. Infrared and Millimeter Waves. 2006. V. 27. № 6. P. 871.
  6. Burke P.J., Li S., Yu Z. // IEEE Trans. Nanotechnology. 2006. V. 5. P. 314.
  7. Hanson G. // IEEE Antennas Propag. Mag. 2008. V. 50. № 3. P. 66.
  8. Fichtner N., Zhou X., Russer P. // Adv. Radio Sci. 2008. V. 6. P. 209.
  9. Huang Y., Yin W.-Y., Liu Q.H. // IEEE Trans. Nanotechnology. 2008. V. 7. P. 331.
  10. Attiya A.M. // Progress In Electromagnetics Research. 2009. V. PIER 94. P. 419.
  11. Harigaya K. // Chemical Physics Lett. 1999. V. 300. № 1. P. 33.
  12. Luponosov Yu.N., Ponomarenko S.A., Surin N.M., Muzafarov A.M. // Organic Lett. 2008. V. 10. № 13. P. 2753.
  13. Luponosov Yu.N., Ponomarenko S.A., Surin N.M. et al. // Chemistry Materials.2009. V. 21. № 3. P. 447.
  14. Barnes W.L., Dereux A., Ebbesen T.W. // Nature. 2003. V. 424. № 6950. P. 824.
  15. Ebbesen T.W., Lezec H.J., Ghaemi H.F., et al. // Nature. 1998. V. 391. № 6668. P. 667.
  16. Genet C., Ebbesen T.W. // Nature. 2007. V. 445. № 7123. P. 39.
  17. K. J. van der Molen, Koerkamp K.J.K., Enoch S., et al. // Phys. Rev. B. 2005. V. 72. № 4. P. 045421.
  18. Ruan Z., Qiu M. // Phys. Rev. Lett. 2006. V. 96. № 23. P. 233901.
  19. Huang C., Wang Q., Zhu Y. // Phys. Rev. B. 2007. V. 75. № 24. P. 245421.
  20. Mary A., Rodrigo S.G., Martin-Moreno L., et al. // Phys. Rev. B. 2007. V. 76. № 19. P. 195414.
  21. Потапов А.А. Фракталы в радиофизике и радиолокации. М.: Логос. 2002.
  22. Потапов А.А. Фракталы в радиофизике и радиолокации: Топология выборки. Изд. 2-е. М.: Университетская книга. 2005.
  23. Потапов А.А., Черных В.А. Дробное исчисление А.В. Летникова, теория фракталов и скейлинг / под ред. А.А. Потапова.М.: Физматлит. 2011.
  24. Jaggard D.L. On Fractal Electrodynamics // In: Recent Advances in Electromagnetic Theory / Ed. by H.N. Kritikos, D.L. Jaggard. N.Y.: Springer - Verlag, 1990. P. 183-224.
  25. Jaggard D.L. Fractal Electrodynamics and Modeling // In: Directions in Electromagnetic Wave Modeling / Ed. by H. L. Bertoni and L. B. Felsen. N.Y.: Plenum, 1991. P. 435-446.
  26. Jaggard D.L. Fractal Electrodynamics: Wave Interaction with Discretely Self - Similar Structures // In: Electromagnetic Symmetry / Ed. by C. Baum, H.N. Kritikos. L.: Taylor & Francis. 1995. P. 231 - 281.
  27. Jaggard D.L. Fractal Electrodynamics: From Super Antennas to Superlattices // In: Fractals in Engineering / Ed. by J. Levy Vehel, E. Lutton, and C. Tricot. Berlin: Springer - Verlag, 1997. P. 204-221.
  28. Jaggard D.L. Fractal Electrodynamics: Surfaces and Superlattices // In: Frontiers in Electromagnetics / Ed. by D.H. Werner, R. Mittra. N.Y.: IEEE Press. 2000. P. 2-47.
  29. Потапов А.А. Фракталы и хаос как основа новых прорывных технологий в современных радиосистемах // Дополнение к кн.: Кроновер Р. Фракталы и хаос в динамических системах. Пер. с англ / под ред. Т.Э. Кренкеля. М.: Техносфера. 2006. С. 374-479.
  30. Потапов А.А. Фрактальные модели и методы на основе скейлинга в фундаментальных и прикладных проблемах современной физики // Сб. науч. трудов - Необратимые процессы в природе и технике - / под ред. В.С. Горелика и А.Н. Морозова. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана. Вып. II. 2008. С. 5-107.
  31. WenW., ZhouL., HouB. etal. // Phys. Rev. B. 2005. V. 72. № 15. P. 153406.
  32. Hou B., Liao X.Q., Poon J.K.S. // Optics Express. 2010. V. 18. № 4. P. 3946-3951.
  33. Y. Poujet Y., Salvi J., Baida F.I. // Opt. Lett. 2007. V. 32. № 20. P. 2942.
  34. Lin L., Hande L.B., Roberts A. // Appl. Phys. Lett. 2009. V. 95. № 20. P. 201116.
  35. Sun L., Hesselink L. // Opt. Lett. 2006. V. 31. № 24. P. 3606.
  36. Palik E.D. Handbook of optical constants of solids. Orlando: Academic Press. 1985.
  37. Gordon R., Brolo A.G. // Opt. Express. 2005. V. 13. № 6. P. 1933.
  38. Shin H., Catrysse P.B., Fan S. // Phys. Rev. B. 2005. V. 72. № 8. P. 085436.
  39. Collin S., Pardo F., Pelouard J.L. // Opt. Express. 2007. V. 15. № 7. P. 4310.
  40. Pendry J.B., Martín-Moreno L., Garcia-Vidal F.J. // Science. 2004. V. 305. № 5685. P. 847.
  41. Garcia-Vidal F.J., Martin-Moreno L., Pendry J.B. // J. Opt. A, Pure Appl. Opt. 2005. V. 7. № 2. P. S97.
  42. Agrawal A., Vardeny Z.V., Nahata A. // Opt. Express. 2008. V. 16. № 13. P. 9601.
  43. Smith D.R., Schultz S., Markos P., Soukoulis C.M. // Phys. Rev. B. 2002. V. 65. № 19. P. 195104.
  44. Koschny T., Markos P., Smith D.R., Soukoulis C.M. // Phys. Rev. 2003. V. 68. P. 065602.
  45. Потапов А.А. Фракталы, скейлинг и дробные операторы в физике и радиотехнике // Радиоэлектроника. Наносистемы. Информационные технологии (РАЕН). 2009. Т. 1. № 1-2. С. 64-108.
  46. Потапов А.А. Фракталы, скейлинг и дробные операторы в радиотехнике и электронике: Современное состояние и развитие // Электронный журнал «Журнал радиоэлектроники (ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН)». 2010. № 1. (http://jre.cplire.ru/jre/jan10/4/text.pdf).
  47. Потапов А.А. О фрактальных радиосистемах, дробных операторах, скейлинге, и не только - // Глава в кн.: Фракталы и дробные операторы (коллективная монография) с предисловием акад. Ю.В. Гуляева и чл.-корр. РАН С.А. Никитова. Казань: Изд-во «Фән» Академии наук РТ. 2010. С. 417-472.
  48. Бобрешов А.М., Калашников А.Е., Потапов А.А. Фрактальные антенны // Успехи современной радиоэлектроники. 2010. № 7. С. 47-60.
  49. Потапов А.А., Матвеев Е.Н.Фрактальная электродинамика, скейлинг фрактальных антенн на основе кольцевых структур и мультимасштабные частотно-избирательные 3D-среды или фрактальные «сэндвичи»: переход к фрактальным наноструктурам // Радиотехника и электроника. 2010. Т. 55. № 10. С. 1157-1177.
  50. Foukzon J., Potapov A.A., Podosenov S.A. Hausdorff-Colombeau measure and axiomatic quantum field theory in spacetime with negative B. Mandelbrot dimensions // http://arxiv.org/abs/1004.0451, 5 February 2011.