Předmětem zájmu dizertační práce bude studium perspektivních nanofotonických a nanoplazmonických struktur a v nich probíhajících efektů pro kvantové technologie. Pozornost bude věnována lineárním, nelineárním, rezonančním a topologickým vlastnostem vybraných nanofotonických a nanoplazmonických struktur, ve vazbě na nové fyzikální efekty interakce elektromagnetického záření s těmito strukturami, včetně jejich možných aplikací. Pozornost bude věnována novým typům vln a interakcí (povrchvé vlny, rezonanční efekty). Bude provedena podrobná fyzikální analýza, s využitím vhodných modelů, pokročilých simulací a optimalizací (s využitím na pracovišti dostupných pokročilých specializovaných softwarových nástrojů), pro vybrané případy nanostruktur, podle aktuálního zájmu (vhodné metamateriály, metastruktury a metapovrchy, 2D struktury grafenového typu, subvlnově strukturované struktury). Ve vazbě na technologické možnosti pracoviště mohou být následně zkoumány lokalizované Nanoplazmonické struktury, např. zapouzdřené metalodielektrické nanosféry, resp. nanotyčky. V korelaci s experimentálními možnostmi na pracovišti i spolupracujících institucí, bude možno kromě teoretické analýzy a návrhů, vybrané nanostruktury také experimentálně realizovat a charakterizovat (morfologicky, spektroskopicky), v korelaci s teoretickými předpověďmi.
(1) Maier, S. A., Plasmonics: fundamentals and applications, Springer, 2007.
(2) Bozhevolnyi, S. I., Martin-Moreno, L., Garcia-Vidal, F., Quantum Plasmonics (Springer Series in Solid-State Sciences Book 185), Springer, Berlin, 2016.
(3) Boyd, R.W., Lukishova, S. G., Zadkov, V. N., Quantum Photonics: Pioneering Advances and Emerging Applications (Springer Series in Optical Sciences Book 217), Springer, Berlin, 2019.
(4) M. Pelton, G. W. Bryant, Introduction to Metal-Nanoparticle Plasmonics, Wiley, 2013.
(5) J. Liu, H. He, D. Xiao, S. Yin, W. Ji, S. Jiang, D. Luo, B. Wang, Y. Liu, Recent Advances of Plasmonic Nanoparticles and their Applications, Materials 11, 1833, 2018.
(6) M. Kauranen, A. V. Zayats, Nonlinear plasmonics, Nature Photonics 6(11), 737-748, 2012.
(7) N. C. Panoiu, W. E. Sha, D. Y. Lei, G.-C. Li, Nonlinear optics in plasmonic nanostructures, Journal of Optics 20, 083001, 2018.
(8) D. W. Pepper, J. C. Heinrich, The Finite Element Method - Basic Concepts and Applications with MATLAB, MAPLE, and COMSOL, CRC Press, 2017.
(9) Zhou, Z.-K., Liu, J., Bao, Y., Wu, L., Png, C. E., Wang, X.-H., Qiu, C.-W., Quantum Plasmonics Get Applied, Progress in Quantum Electronics, Vol. 65, pp. 1-20, 2019.
Školitel: prof. Dr. Ing. Ivan Richter, KLFF. ivan [dot] richter [at] fjfi [dot] cvut [dot] cz (ivan[dot]richter[at]fjfi[dot]cvut[dot]cz)