М. В. Давидович – д.ф.-м.н., профессор, кафедра радиотехники и электродинамики, Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского

E-mail: davidovichmv@info.sgu.ru

В. П. Mещанов – д.т.н., профессор, директор ООО НПП «Ника-СВЧ» (г. Саратов) E-mail: nika373@bk.ru

Рассмотрены описываемые тензорной поверхностной проводимостью плоские и неплоские конфигурационно сложные метаповерхности, поперечный размер которых мал по сравнению с длиной волны. Использована эффективная поверхностная проводимость и метод тензорных функций Грина электродинамики, связывающих поля и плотности токов, а также метод интегральных уравнений. Рассмотрены прямые и обратные поверхностные плазмоны.

1. Yu N., Capasso F. Flat optics with designer metasurfaces // Nat. Mater. 2014. V. 13. № 2. P. 139‒150.
2. Li Z., Yao K., Xia F., Shen S., Tian J., Liu Y. Graphene plasmonic metasurfaces to steer infrared light // Scientific Rep. 2015. V. 5. 12423.
3. Lu F., Liu B., Shen S. Infrared wavefront control based on graphene metasurfaces // Adv. Opt. Mater. 2014. V. 2. № 8. P. 794‒799.
4. Kildishev A.V., Boltasseva A., Shalaev V.M. Planar photonics with metasurfaces // 2013. V. 339. 1232009.
5. Yao K., Liu Y. Plasmonic metamaterials // Nanotech. Rev. 2014. V. 3. P. 177–210.
6. Sun S., He Q., Xiao S., Xu Q., Li X., Zhou L. Gradient-index meta-surfaces as a bridge linking propagating waves and surface waves // 2012. V. 11. № 5. P. 426‒431.
7. Liu Y., Zhang X. Metasurfaces for manipulating surface plasmons // Appl. Phys. Lett. 2013. V. 103. 141101.
8. Huang L., Chen X., Bai B., Tan Q., Jin G., Zentgraf T., Zhang S. Helicity dependent directional surface plasmon polariton excitation using a metasurface with interfacial phase discontinuity // Light: Sci. and Appl. 2013. V. 2, e70.
9. Munk B.A. Frequency selective surfaces: theory and design. N.Y.: John Wiley & Sons, Inc. 2000.
10. Yin X., Ye Z., Rho J., Wang Y., Zhang X. Photonic spin Hall effect at metasurfaces // Science. 2013. V. 339. P. 1405–1407.
11. Chen X., Huang L., Mühlenbernd H., Li G., Bai B., Tan Q., Jin G., Qiu C.W., Zhang S., Zentgraf T. Reversible three-dimensional focusing of visible light with ultrathin plasmonic flat lens // Adv. Optical Mater. 2013. V. 1. P. 517–521.
12. Pors A., Nielsen M.G., Eriksen R.L., Bozhevolnyi S.I. Broadband focusing flat mirrors based on plasmonic gradient metasurfaces // Nano Lett. 2013. V. 13. P. 829–834.
13. Ni X., Kildishev A.V., Shalaev V.M. Metasurface holograms for visible light // Nat. Commun. 2013. V. 4. № 2807. P. 1–6.
14. Bao Q., Loh K.P. Graphene photonics, plasmonics, and broadband optoelectronic devices // ACS Nano. 2012. V. 6. P. 3677–3694.
15. Yan H.G., Li X.S., Chandra B., Tulevski G., Wu Y.Q., Freitag M., Zhu W.J., Avouris P., Xia F.N. Tunable infrared plasmonic devices using graphene/insulator stacks // Nat. Nanotech. 2012. V. 7. P. 330–334.
16. Gomez-Diaz J.S., Tymchenko M., Alù A. Hyperbolic metasurfaces: surface plasmons, light-matter interactions, and physical implementation using graphene strips // Opt. Mater. Express. 2015. V. 5. № 10. P. 2313‒2329.
17. Давидович М.В. Фотонные кристаллы: функции Грина, интегродифференциальные уравнения, результаты моделирования // Известия ВУЗов. Радиофизика. 2006. Т. 49. № 2. С. 150‒163.
18. Фальковский Л.А. Динамические свойства графена // ЖЭТФ. 2012. Т. 142. № 3. С. 560‒573.
19. Slepyan G.Ya., Maksimenko S.A., Lakhtakia L., Yevtushenko O., Gusakov A.V. Electrodynamics of carbon nanotubes: Dynamic conductivity, impedance boundary conditions, and surface wave propagation // Phys. Rev. 1999. V. B 60. № 24. P. 17136–17149.
20. Hanson G.W. Dyadic Green’s functions and guided surface waves for a surface conductivity model of graphene // J. Applied Physics. 2008. V. 103. 064302.
21. Maksimenko S.A., Slepyan G.Ya. Electrodynamic properties of carbon nanotubes / In Electromagnetic Fields in Unconventional Structures and Materials. Ed. by O.N. Singh and A. Lakhtakia. New York: John Wiley & Sons, Inc. 2000. P. 217–255.
22. Maksimenko S., Slepyan G. Electrodynamics of carbon nanotubes // J. Commun. Technol. Electron. 2002. V. 47. № 3. P. 235–252.
23. Lovat G., Hanson G.W., Araneo R., Burghignoli P. Semiclassical spatially dispersive intraband conductivity tensor and quantum capacitance of graphene // Phys. Rev. 2013. V. B 87. № 11. 115429.
24. Economou E.N. Surface plasmons in thin films // Phys. Rev. 1969. V. 182. P. 539–554.
25. Stern F. Polarizability of two-dimensional electron gas // Phys. Rev. Letters. 1967. V. 18. P. 546–548.
26. Tournois P., Laud V. Negative group velocities in metal-film optical waveguides // Opt. Comm. 1997. V. 137. P. 41‒45.
27. Ritchie R.H. Plasma losses by fast electrons in thin films // Phys. Rev. 1957. V. 106. P. 874‒881.
28. Марков Г.Т., Чаплин А.Ф. Возбуждение электромагнитных волн. М: Радио и связь. 1983.
29. Mikhailov S.A., Ziegler K. New electromagnetic mode in graphene // Phys. Rev. Letters. 2007. V. 99. 016803.
30. Давидович М.В. Втекающие и вытекающие несобственные моды ‒ анализ диссипативных дисперсионных уравнений и волна Ценнека. Саратов: Изд-во Саратовского ун-та. 2014.
31. Никольский В.В. Вариационные методы для внутренних задач электродинамики. М.: Наука. 1967.