Магнитофотонные наноструктуры с оптическими резонансами поверхностных и волноводных мод тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, доктор наук Игнатьева Дарья Олеговна

• Игнатьева Дарья Олеговна
• доктор наук
• 2021

Оглавление диссертации доктор наук Игнатьева Дарья Олеговна

2.1. Введение

2.2. Двухслойная плазмонная наноструктура для селективного переключения намагниченности

2.3. Селективное переключение намагниченности в чирпированном фотонном кристалле

2.4. Заключение

ГЛАВА 3. Магнитные фотонно-кристаллические структуры с высокодобротными резонансами поверхностных волн

3.1. Введение

3.2. Подходы к описанию мод на границе фотонных кристаллов

3.3. Импедансный подход к описанию мод на границе магнитных фотонных кристаллов

3.4. Полностью диэлектрическая и плазмонная фотонно-кристаллическая структура с ферритом-гранатом

3.4.1. Особенности изготовления структуры

3.4.2. Плазмонная фотонно-кристаллическая структура с ферритом-гранатом и золотом

3.4.3. Полностью диэлектрическая фотонно-кристаллическая структура с ферритом-гранатом

3.4.4. Характеристики «идеальных» плазмонных и полностью диэле-трических структур с гранатом

3.5. Магнитоплазмонная фотонно-кристаллическая структура с кобальтом и золотом

3.6. Сравнение продемонстрированных подходов к сенсорным измерениям

3.7. Полностью диэлектрические фотонно-кристаллические структуры

для детектирования слабых резонансов поглощения

3.8. Заключение

ГЛАВА 4. Магнитооптические эффекты в одномерных плазмонных и полностью диэлектрических решетках

4.1. Введение

4.2. Экваториальный магнитооптический эффект Керра в пропускании

4.3. Экваториальный эффект Керра при возбуждении плазмонных и волноводных мод в тонких магнитных пленках с золотыми нано-частицами и золотой одномерной решеткой

4.4. Экваториальный эффект Керра при возбуждении волноводных

мод в тонких магнитных пленках с одномерной перфорацией

4.5. Заключение

145

ГЛАВА 5. Модуляция интенсивности в субволновых феррит-гранатовых

наноструктурах с двумерной периодичностью

5.1. Введение

5.2. Моды двумерных субволновых феррит-гранатовых решеток

5.3. Экваториальный эффект Керра в двумерных субволновых феррит-гранатовых решетках

5.4. Экваториальный магнитофотонный интенсивностный эффект в двумерных субволновых феррит-гранатовых решетках

5.5. Заключение

ГЛАВА 6. Интенсивностные и поляризационные эффекты в наноструктурах с нарушенной пространственной инверсией

6.1. Введение

6.2. Плазмонные структуры с нарушением симметрии относительно зеркального отражения

6.2.1. Свойства поверхностных плазмон-поляритонов на границе оптически активных (хиральных) сред

6.2.2. Поверхностные плазмон-поляритоны в структурах с большими значениями коэффициента гирации

6.3. Магнитные структуры с нарушением симметрии относительно

х ^ —х преобразования

6.4. Плазмонные структуры с аксионным типом магнитоэлектрического эффекта

6.5. Заключение

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БЛАГОДАРНОСТИ

Список сокращений

ВМ - волноводная мода

ГГГ - гадолиний-галиевый гранат

ЛП - локализованный плазмон

ММ - магнитная метаповерхность

МО - магнитооптический

МФК - магнитофотонный кристалл

МЭ - магнитоэлектрический

ППП - поверхностных плазмон-поляритон

ПЭК - полярный эффект Керра

ФК - фотонный кристалл

ЧМФК - чирпированный магнитофотонный кристалл

ЭМИЭ - экваториальный магнитофотонный интенсивностный эффект

ЭЭК - экваториальный эффект Керра

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы

Вторая половина XX века ознаменовалась бурным развитием магнитооптики, связанным с исследованием новых магнитных материалов и магнитооптических эффектов, проявляющихся при взаимодействии оптического излучения и спиновой системы магнитного материала, и определяющихся составом этих веществ и их структурой: кристаллической ячейкой и упорядочением и взаимодействием спинов магнитных атомов. В то же время, в последние десятилетия появились уникальные технологические возможности по созданию наноструктурированных магнитных материалов, таких, как фотонные кристаллы [1-4], гибридные магнитофотонные [5,6] и магнитоплаз-монные структуры [7-9], за счет возбуждения оптических резонансов в которых достигается локализация оптического излучения в магнитных пленках и наблюдается более эффективное взаимодействие света и намагниченности, приводящее к существенному усилению существующих магнитооптических эффектов и появлению новых.

В данной работе предлагается подход, в котором наноструктурирование магнитных материалов и возбуждение оптических мод в них используется не просто для усиления магнитооптических эффектов, а для «конструирования» различных сценариев взаимодействия оптического излучения и спиновой подсистемы. В результате возбуждения оптических резонансов в структуре становится возможным наблюдение эффектов, которые в гладких пленках и кристаллах бы не проявлялись, по сути - появляется возможность управления оптическим и магнитооптическим откликом структуры, осуществляемого не за счет выбора нового магнитного материала, а за счет изменения характера взаимодействия света и намагниченности, обусловленного особенностями оптических мод: их поляризацией, локализацией, дисперсией и добротностью.

Актуальность поиска новых магнитооптических эффектов в первую очередь объясняется широким спектром практических применений магнитных материалов, обусловленным следующими преимуществами. Намагниченность ферромагнетика может модулироваться на частотах до десятков гига-

герц [10,11], для материалов с антиферромагнитной структурой эти частоты достигают терагерц [12-14]. При этом существуют различные способы управления намагниченностью материала, свободные от джоулевских потерь, в том числе полностью оптическое переключение намагниченности [15-18], оптическое возбуждение спиновых волн [19-21]. На базе магнитных структур конструируются элементы магнонной логики [22, 23] - альтернативы традиционным на сегодняшний день технологиям записи и обработки информации. В то же время измерение магнитооптических эффектов, проявляющихся в магнитных пленках под действием высокочастотных сильных магнитных полей, используется в магнитометрах [24-26] и дает возможность регистрировать слабые магнитные поля, что важно для таких приложений как магнитная кардиография, магнитная энцефалография и ряда других. Чувствительность магнитооптических резонансов к показателю преломления материалов, может быть использована для создания магнитоплазмонных сенсоров [27], более точных, чем сенсоры, основанные на плазмонном резонансе [28]. Таким образом, с точки зрения всех перечисленных приложений, большое значение имеет создание магнитных наноструктур, в которых имелась бы возможность достигать эффективного и локального взаимодействия оптического излучения и намагниченностью.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Магнитофотонные наноструктуры с оптическими резонансами поверхностных и волноводных мод»

Цель работы

Основная цель работы состоит в разработке и изучении магнитных наноструктур с новыми типами взаимодействия спиновой подсистемы материала и оптического излучения, реализуемого за счет возбуждения оптических ре-зонансов поверхностных и волноводных мод.

В традиционной магнитооптике наблюдаемые магнитооптические эффекты обусловлены внутренней структурой самого вещества: его составом и упорядочением спинов магнитных атомов. Предлагаемый в данной работе подход позволяет наблюдать новые типы магнитооптического взаимодействия не за счет поиска новых магнитных материалов, а за счет возбуждения различных типов оптических мод в магнитных наноструктурах. Использование свойств оптических мод: их локализации, дисперсии, поляризации позволяет, по су-

ти, «конструировать» новые типы магнитооптических взаимодействий и дает возможность наблюдать принципиально новые магнитооптические эффекты, которые невозможно наблюдать в аналогичных однородных магнитных материалах. Данный подход существенно расширяет возможности магнитооптики и открывает новые возможности для эффективного и локального взаимодействия фотонов и спинов, что крайне важно, в частности, для сверхбыстрого управления магнитным порядком.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

• разработать новый тип плазмонных и фотонно-кристаллических структур, позволяющих адресно воздействовать фемтосекундными лазерными импульсами на намагниченность выбранных магнитных слоев GdFeCo, разделенных тонкими, порядка десятков нанометров, диэлектрическими слоями;

• разработать новый тип магнитофотонных кристаллов, в которых возможно возбуждение поверхностных мод на границе магнитного материала и внешней среды; теоретически и экспериментально исследовать резонансное усиление магнитооптического экваториального эффекта Кер-ра в них; выявить применимость таких структур для сенсорики;

• исследовать усиление магнитооптического экваториального эффекта Керра в одномерных плазмонных и диэлектрических решетках при возбуждении локализованных плазмонов, поверхностных плазмон-поляритонов или волноводных мод, а также влияние гибридизации этих мод на магнитооптический отклик; выявить возможность усиления экваториального эффекта Керра при слабом поглощении в структуре.

• исследовать новый тип диэлектрических наноструктур с двумерной периодичностью, в которых за счет возбуждения волноводных мод наблюдаются интенсивностные магнитооптические эффекты, отсутствующие в гладкой феррит-гранатовой пленке;

• исследовать новые невзаимные поляризационные и интенсивностные эффекты, проявляющиеся в структурах с различными типами нарушения пространственной инверсии.

Научная новизна

Научная новизна полученных результатов состоит в следующем:

1. предложен и исследован новый тип плазмонной двухслойной структуры с GdFeCo, позволяющей в зависимости от поляризации воздействующего на неё фемтосекундного лазерного импульса адресно переключать намагниченность только одного из двух слоев;

2. предложена и исследована новая многослойная структура на основе чирпированного фотонного кристалла для адресного воздействия на выбранный один из слоев GdFeCo фемтосекундным импульсом, при этом выбор адресуемого слоя осуществляется путем изменения длины волны оптического импульса;

3. впервые обнаружено усиление на два порядка величины магнитооптического экваториального эффекта Керра в магнитофотонных кристаллах с поверхностными электромагнитными модами и предложено использование таких структур в качестве сенсоров с большей чувствительностью, чем у традиционных оптических плазмонных сенсоров;

4. впервые предложено использование магнитофотонных кристаллов с по-верхостными модами для детектирования слабых пиков поглощения, присущих многим органическим веществам в ближнем ИК-диапазоне;

5. исследовано влияние взаимодействие плазмонных и волноводных мод в новом типе гибридных структур, поддерживающих возбуждение локализованных плазмонов, поверхностных плазмон-поляритонов и волно-водных мод, на резонансы экваториального эффекта Керра: выявлены условия усиления и подавления этого эффекта;

6. исследованы резонансы экваториального эффекта Керра в новом типе структур, представляющем собой одномерные решетки, протравленные в тонкой феррит-гранатовой пленке и впервые продемонстрировано сочетание высокой добротности, прозрачности и магнитооптического отклика в таких структурах;

7. предсказан и продемонстрирован новый магнитооптический эффект -экваториальный магнитофотонный интенсивностный эффект, возникающий в феррит-гранатовом наноструктурированном материале с дву-

мерной периодичностью, и проявляющийся в линейной по намагниченности модуляции интенсивности прошедшего излучения, наблюдаемой как для p-, так и для s-поляризации падающего света;

8. впервые предсказан поляризационный эффект при возбуждении поверхностных плазмон-поляритонов на границе оптически активных (хи-ральных) сред и выявлены условия нарушения локализации при превышении порогового значения коэффициента гирации

9. впервые предсказан невзаимный поляризационный эффект при возбуждении поверхностного плазмон-поляритона на границе металла и изотропного или анизотропного магнитоэлектрического материала аксион-ного типа.

Научная и практическая значимость

Полученные в диссертации результаты имеют фундаментальное значение для дальнейшего развития области магнитофотоники наноструктур, обусловленное новизной предлагаемых подходов, которые позволяют путем возбуждения оптических резонансов в наноструктурах не только на порядки усиливать известные магнитооптические эффекты, но и наблюдать новые магнитооптические эффекты, принципиально невозможные в сплошных гладких материалах. Прикладная значимость исследуемых эффектов обусловлена перспективами применения магнитных наноструктур в различных устройствах, таких как: магнитооптические невзаимные элементы (изоляторы, циркулято-ры и др.) интегральной оптики, магнитооптические модуляторы оптических сигналов, магнитооптические биосенсоры, магнитометры, устройства записи и обработки информации.

В Главе 2 предложен принципиально новый подход, позволяющий осуществлять селективное полностью оптическое переключение намагниченности в многослойных магнитных наноструктурах, в которых магнитные слои разделены тонкими, порядка 100-500 нм, диэлектрическими материалами. Селективное перемагничивание в многослойных структурах невозможно при использовании обычных технологий магнитной записи, в том числе, недавно появившейся технологии термомагнитной записи HAMR (heat-assisted

magnetic recording), в которых магнитная записывающая головка и оптическое излучение неминуемо воздействовали бы одновременно на все слои наноструктуры. Таким образом, предложенный подход, основанный на многослойных наноструктурах с оптическими резонансами, открывает принципиально новые возможности для создания трехмерных устройств записи информации, в которых плотность записи возрастает кратно количеству используемых магнитных слоев.

В Главе 3 предложены новые типы высокочувствительных магнитофотон-ных сенсоров, основанных на фотонно-кристаллических структурах с поверхностными волнами. Созданные магнитофотонные сенсоры успешно применялись на практике для детектирования газов на основе их показателя преломления. Автор участвовал в проекте по созданию сенсоров «электронный нос», основанных на описанных в данной Главе структурах. Также планируется дальнейшая разработка сенсоров для абсорбционной спектроскопии - детектирования гармоник поглощения, лежащих в ближнем ИК-диапазоне. С одной стороны, амплитуда этих гармоник поглощения крайне мала в ближнем ИК-диапазоне и потому важной является высокая чувствительность предложенных фотонно-кристаллических структур. С другой стороны, ближний ИК-диапазон более интересен с практической точки зрения в виду доступности большего количества источников и приемников излучения, чем в дальнем ИК-диапазоне.

Предложенные в Главе 4 и Главе 5 феррит-гранатовые наноструктуры, обладающие одновременно высокой прозрачностью, высокой добротностью магнитооптических резонансов, на два порядка большей величиной магнитооптической модуляции по сравнению с гладкими пленками, наиболее перспективны для применения в магнитометрии: преимущества наноструктури-рованных феррит-гранатовых пленок позволяют на порядок повысить пространственное разрешение магнитометра, сохраняя его высокую чувствительность к сверхнизким магнитным полям порядка сотен пикотесла.

В Главе 5 описан фундаментально новый механизм интенсивностного магнитооптического эффекта в экваториальной конфигурации, наблюдаемый в обеих поляризациях прошедшего через структуру света и принципиально невозможный в гладких структурах.

Исследования, представленные в Главе 6, имеют прежде всего фундаментальное значение с точки зрения выявления влияния различных типов нарушения пространственной симметрии на свойства оптического излучения в наноструктурах. Возбуждение плазмонных резонансов в таких структурах и продемонстрированная чувствительность поляризационных и дисперсионных свойств плазмонов к типу симметрии дают новые оптические инструменты для исследования большого класса материалов (оптически активные, кираль-ные среды, магнитоэлектрические кристаллы, топологические изоляторы, наноструктуры с искусственным нарушением симметрии) и наблюдения в них фазовых переходов, сопровождаемых изменением группы симметрии.

Достоверность результатов

Достоверность представленных в диссертационной работе результатов обеспечивается применением апробированных теоретических и численных методов. Достоверность результатов подтверждается соответствием теоретических результатов данным проведенных экспериментов, а также теоретическим расчетам и экспериментальным данным, полученным в работах других авторов.

Личный вклад

Личный вклад автора состоит в том, что все изложенные в диссертации оригинальные результаты получены автором, либо при его определяющем участии. Автором осуществлялась постановка задач, разработка теоретических подходов и численных моделей, проектирование и оптимизация параметров образцов перед их созданием, постановка экспериментов, анализ экспериментальных данных и обсуждение полученных результатов, а именно:

В Главе 2 непосредственно автором была выдвинута идея многослойных структур для селективного перемагничивания, автор являлся руководителем проекта РФФИ 18-32-20225, в рамках которого выполнялись все представленные в диссертации экспериментальные и теоретические исследования. Все теоретические результаты получены лично автором, кроме рис.2.8-2.10 в диссертации, для которых автор делал предварительные расчеты, а дальнейшая

оптимизация структур выполнялась соавторами в рамках выполнения гранта. Экспериментальные измерения и изготовление образцов были проведены соавторами по проекту автора.

Глава 3 описывает несколько типов сенсорных магнитофотонных структур, идея создания которых появилась в обсуждении с В.И. Белотеловым и С.К. Секацким, а структур, описанных в п.3.7, - выдвинута непосредственно автором. Автор выполнял проектирование структур, которые затем были изготовлены соавторами. Все представленные в главе аналитические и численные результаты получены лично автора (рис.3.13 выполнен соавторами в рамках выполнения гранта РНФ 18-72-00233 под руководством автора). Автором также осуществлялось общее руководством экспериментальными исследованиями и лично ею проводился анализ полученных соавторами экспериментальных данных, в т.ч. определение характеристик резонансов, сенсорных структур, и их сравнительный анализ.

Представленные в Главах 4-5 исследования выполнены под руководством автора: ею лично выполнены все теоретические расчеты и аналитическое описание структур, а экспериментальные результаты получены студентами и аспирантами кафедры фотоники и физики микроволн (в т.ч. Вороновым А.А., чьим руководителем является автор) на изготовленных соавторами структурах при непосредственном участии автора в выборе параметров образцов и конфигураций измерений.

В Главе 6 представлены теоретические результаты, выполненные лично автором и соответствующие его личному вкладу в опубликованные работы [A19-A26]. Конфигурации, рассматриваемые в работах [A19-A26] другими соавторами, в диссертацию не вошли.

Апробация основных результатов

Результаты диссертационной работы докладывались на следующих международных и российских конференциях: International Conference on Coherent and Nonlinear Optics ICONO (Казань, 2010), International Symposium «Terahertz Radiation: Generation and Application» (Новосибирск, 2010), VIII Международная конференция «Лазерная физика и оптические тех-

нологии» (Беларусь, Минск, 2011), Всероссийская школа-семинар «Волновые явления в неоднородных средах» (Москва, 2010, 2012, 2014, 2016, 2018, 2020), «Когерентная оптика и оптическая спектроскопия» (Казань, 2010); Всероссийская школа-семинар «Физика и применение микроволн» (2011,2013,2015,2017,2019); Школа по метаматериалам и наноструктурам (Санкт-Петербург, 2011); 11-th International Conference on Laser and Fiber-Optical Networks Modeling LFNM (Украина, Харьков, 2011); International Conference on Metamaterials, Photonic Crystals and Plasmonics META (Сингапур, 2014; Южная Корея, Сеул, 2017); 20th International Conference on Magnetism ICM2015 (Испания, Барселона, 2015); 22nd International Colloquium on Magnetic Films and Surfaces (ICMFS2015); IX Международная конференция молодых ученых и специалистов «Оптика 2015» (Санкт-Петербург, 2015); International conference Days on Diffraction (2015); International Congress on Advanced Electromagnetic Materials in Microwaves and Optics «METAMATERIALS» (Великобритания, 2015, Греция, 2016, Италия, 2019); Progress in Electromagnetics Research Symposium Proceedings «PIERS» (Чехия, 2015; Италия, 2019); The European Magnetic Sensors and Actuators Conference (EMSA) (Италия, 2016); International Conference on Metamaterials and Nanophotonics METANANO (Анапа, 2016; Сочи, 2018; онлайн 2020); 8th International Conference on Surface Plasmon Photonics (SPP8) (Тайвань, 2017); 2017 IEEE International Magnetics Conference INTERMAG (Ирландия, 2017); The Joint European Magnetic Symposia JEMS (Германия, 2018); 11th International Conference of Electrical, Transport, and Optical Properties on Inhomogeneous Media (ETOPIM11) (Польша, 2018); в том числе в виде приглашенных докладов на конференциях: ETOPIM11 (Польша, 2018); Волны-2019 (Москва, 2019); МЕТА-2019 (Португалия, 2019).

Материалы диссертации также представлялись на семинарах кафедры фотоники и физики микроволн, кафедре физики колебаний, кафедре квантовой электроники физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова, семинарах Российского квантового центра (Москва) и Крымского федерального университета имени В.И. Вернадского (Симферополь).

Публикации

Основные результаты диссертации изложены в 26 статьях в научных изданиях, индексируемых в Web of Science и/или Scopus, из них 11 Q1 научных журналах. Список работ автора приведен в конце работы.

Основные положения, выносимые на защиту

1. В двухслойной плазмонной структуре c тонкими слоями GdFeCo возможна резонансная поляризационно-селективная локализация света для адресного перемагничивания только одного выбранного слоя GdFeCo с помощью фемтосекундного лазерного импульса.

2. Чирпированный магнитофотонный кристалл c тонкими слоями GdFeCo позволяет адресно перемагничивать под воздействием фемтосекундных лазерных импульсов заданный один слой GdFeCo, определяемый длиной волны излучения. Чирпирование фотонного кристалла также позволяет производить детектирование состояния намагниченности каждого из слоев путем измерения фарадеевского вращения прошедшего через него света только лишь на одной длине волны.

3. На поверхности магнитофотонных кристаллов могут возбуждаться квазиповерхностные моды, характеризующиеся высокой добротностью. При возбуждении таких мод наблюдается усиление магнитооптического экваториального эффекта Керра на несколько порядков величины по сравнению с гладкой пленкой того же магнитного материала. Высокая чувствительность спектрального положения магнитооптического резонанса к действительной и мнимой частям показателя преломления внешней среды, а также его значительная амплитуда делает такие маг-нитофотонные структуры перспективными для сенсорных применений.

4. Одновременное возбуждение и гибридизация распространяющихся плазмон-поляритонных или волноводных мод с локализованными плаз-монами в композитной структуре с феррит-гранатовой пленкой, в которую вкраплены наночастицы золота, и поверх которой нанесена золотая решетка, позволяет изменить величину экваториального эффекта Керра на порядок величины. В зависимости от параметров структуры

возможны как усиление, так и подавление экваториального эффекта Керра, причем это изменение за счет гибридизации мод более, чем на порядок превышает экваториальный эффект Керра при возбуждении только локализованного плазмона.

5. В одномерных перфорированных феррит-гранатовых пленках происходит возбуждение волноводных мод ТМ и ТЕ типа. Резонансы вол-новодных мод обладают высокой добротностью Q > 100 и вызывают усиление интенсивности света внутри такой пленки более, чем в 20 раз. При возбуждении ТМ-моды происходит усиление экваториального эффекта Керра на два порядка величины, при этом сохраняется высокая прозрачность структуры Т > 40%.

6. В магнитной метаповерхности, представляющей собой субволновую волноводную решетку с двумерной периодичностью, наблюдается нечетная по намагниченности магнитооптическая модуляция коэффициента пропускания структуры в экваториальной конфигурации, проявляющаяся, в отличие от экваториального эффекта Керра, не только для р-, но и для э-поляризации падающего света, и резонансно усиливающаяся при возбуждении как ТМ-, так и ТЕ-мод.

7. В оптически активных (хиральных) плазмонных структурах собственная поляризация поверхностного плазмон-поляритона приобретает линейные по коэффициенту гирации ТЕ-добавки, величина которых линейно возрастает с ростом поперечной координаты (т.е. при погружении в диэлектрик). При превышении порогового значения коэффициента происходит делокализация поверхностного плазмон-поляритона.

8. В магнитоэлектрических плазмонных структурах аксионного типа, как изотропных, так и с анизотропией оптических и магнитоэлектрических свойств, эллипс собственной поляризации поверхностного плазмон-поляритона приобретает невзаимный наклон относительно направления распространения, причем в изотропном случае этот наклон не зависит от поперечной координаты, а в анизотропном случае может изменять как величину, так и знак в направлении, перпендикулярном направлению распространения плазмон-поляритона.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и списка литературы. Объем диссертации составляет 223 страницы.

ГЛАВА 1

МАГНИТОФОТОНИКА И МАГНИТОПЛАЗМОНИКА

НАНОСТРУКТУР

Данная глава посвящена обзору современного состояния магнитооптики. В начале главы приводятся сведения об аналитическом описании магнитооптических эффектов в магнитных материалах, а также приводятся основные свойства материалов, рассматриваемых в диссертации. Затем приводится обзор работ по усилению магнитооптических эффектов в различных нанострук-турированных материалах, и дается информация о некоторых их применениях.

1.1. Материалы и наноструктуры с различными типами анизотропии и нарушения пространственно-временной инверсии

На оптических частотах магнитная восприимчивость вещества равна д ~ 1, однако намагниченность материала влияет на распространение оптического излучения в нем. Это может быть выражено следующими материальными уравнениями:

где g - вектор гирации, параллельный намагниченности материала.

С точки зрения пространственно-временной симметрии, намагниченность материала является следствием нарушения временной симметрии в материале при инверсии £ ^ — £ [29], так как вектор магнитного поля является аксиальным вектором. Изменение знака намагниченности при инверсии времени может быть объяснено и следующим образом: представим себе виток с электрическим током, вызывающий возникновение постоянного магнитного поля в пространстве. При замене £ ^ — £ ток, очевидно, изменит направление на противоположное, а вместе с ним - и генерируемое им постоянное магнитное поле. Таким образом, так как свойства материала изменяются при временной инверсии, и распространение оптического излучения в нем будет носить, вообще говоря, невзаимный характер: замена £ ^ — £ соответствует обращению

В = Н,

Б = еЕ + % х Е],

(1.1) (1.2)

волнового вектора оптического излучения к ^ —к, и, таким образом, распространение излучения через материал с заданной намагниченностью будет различным для противоположных направлений к. С точки зрения материальных уравнений, такое поведение может быть описано антисимметричной добавкой к тензору диэлектрической проницаемости (см. 1.2):

где £0 - симметричная часть тензора диэлектрической проницаемости, соответствующая немагнитной среде.

В большинстве случаев, магнитооптические эффекты рассматриваются в изотропных материалах, где £0 = (6^ - символ Кронекера). К та-

ким материалам относятся как пленки металлов: кобальта, никеля, железа и их сплавов, таких как пермаллой, так и прозрачные диэлектрики, такие как ферриты-гранаты, которые хотя и не являются изотропными в строгом смысле этого слова, проявляют пренебрежимо малую оптическую анизотропию. Наличие магнитооптической антисимметричной добавки к тензору диэлектрической проницаемости приводит к различным эффектам, в зависимости от взаимного направления векторов g, Е, к. В случае ^||к, то есть, при распространении света вдоль намагниченности, наблюдается эффект Фарадея -вращение поляризации линейно-поляризованного излучения, обусловленного различной фазовой скоростью двух собственных мод - с правой и левой круговой поляризацией, распространяющихся в магнитном материале:

где знак ± соответствует правой и левой круговой поляризации. Наблюдаемый в этом случае эффект Фарадея - поворот плоскости поляризации Ф линейно-поляризованного излучения при прохождении магнитооптического материала длины Ь описывается формулой:

где ф - удельное значение фарадеевского угла вращения. Отметим, что эта формула описывает эффект Фарадея при сравнительно толстых пленках, в

Б = ёЕ = е0Е + % х Е],

(1.3)

(1.4)

(1.5)

которых интерференции практически не наблюдается. В тонких пленках влияние интерференции внутри материала проявляется в виде осциллирующего, а не монотонного характера зависимости Ф(Ь) [30], которая, кроме того, может иметь и временную зависимость для коротких импульсов и особенно явно проявляющуюся в фотонных кристаллах [4,31]. Важной особенностью является то, что эффект Фарадея - невзаимный, т.е. при прохождение одного и того же образца в противоположных направлениях он имеет различный знак, и поэтому при многократном прохождении излучения через материал, например, за счет отражений от его поверхностей, поворот плоскости поляризации растет.

Более сложный случай, также изученный экспериментально и теоретически, представляют собой анизотропные магнитные материалы, в которых диагональные элементы ¿о имеют различные величины. Наиболее ярко данный эффект проявляется в слабых ферромагнетиках, в частности ортофер-ритах, таких, как например YFeÜ3 [32-35]. В этом случае, внутри магнитного анизотропного кристалла одновременно проявляются как оптическое двулу-чепреломление, так и магнитооптическое вращение поляризации. В результате, магнитооптический фарадеевский поворот поляризации Ф на выходе кристалла зависит от ориентации входящей в кристалл линейной поляризации относительно осей кристалла [36], и, более того, даже для фиксированной поляризации имеет осциллирующую зависимость от толщины кристалла h, например, в случае поляризации вдоль оси х выражающуюся соотношением [37]:

^ 1 . 2д . - ^) Ф = - arctan-sin-г---. (1.6)

2 F — F А

В результате такой анизотропии, фарадеевское вращение при распространении света не по оптической оси, оказывается ограниченным двулучепрелом-лением кристалла, и не превышает величины 1 arctan —2— ~ 2o в ортофер-

2 £хх &уу

ритах, несмотря на сравнительно высокие значения коэффициента гирации.

Анизотропия магнитного кристалла также отражается и на свойствах поверхностных плазмон-поляритонов (ППП), возбуждаемых на его поверхности. Дисперсия ППП на границе раздела зависит от ориентации осей кристалла относительно границы с металлическим слоем. В работе [38] рассмотрен

случай возбуждения плазмонов на границе раздела однооосного кристалла и металла, и выявлены следующие особенности. В случае оси кристалла, параллельной границе раздела, и направления распространения ППП, перпендикулярного этой оси, ППП можно назвать «обыкновенным», поскольку его постоянная распространения не отличается от дисперсии ППП в изотропном случае:

А = (1.7)

У £± + £т

в то время как постоянная распространения «необыкновенного» ППП (Зе, распространяющегося параллельно оптической оси, принимает вид:

о /£т£±(£т £||/ /1 й\

Ре = " й,—, (1.8)

'т

где £±(£||) - соответствующие элементы тензора диэлектрической проницаемости анизотропного кристалла, £т - диэлектрическая проницаемость металла, а значения ^ приведены нормированными на волновое число в свободном пространстве к0. Для конфигурации, когда ось кристалла перпендикулярна его поверхности, постоянная распространения ППП не зависит от его направления распространения в плоскости и определяется соотношением

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Игнатьева Дарья Олеговна, 2021 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Belotelov VI, Zvezdin AK. Magneto-optical properties of photonic crystals // JOSA B. 2005. T. 22, № 1. C. 286-292.

2. One-dimensional magnetophotonic crystals with magnetooptical double layers / VN Berzhansky, AN Shaposhnikov, AR Prokopov [h gp.] // Journal of Experimental and Theoretical Physics. 2016. T. 123, № 5. C. 744-751.

3. Enhanced Faraday and nonlinear magneto-optical Kerr effects in magnetophotonic crystals / AA Fedyanin, OA Aktsipetrov, D Kobayashi [h gp.] // Journal of magnetism and magnetic materials. 2004. T. 282. C. 256-259.

4. Ultrafast Faraday rotation of slow light / AI Musorin, MI Sharipova, TV Dolgova [h gp.] // Physical Review Applied. 2016. T. 6, № 2. C. 024012.

5. Magneto-optical activity in high index dielectric nanoantennas / Nuno de Sousa, Luis S Froufe-Perez, Juan Jose Saenz [h gp.] // Scientific reports. 2016. T. 6. C. 30803.

6. Magneto-optical response enhanced by Mie resonances in nanoantennas / Maria G Barsukova, Alexander S Shorokhov, Alexander I Musorin [h gp.] // ACS Photonics. 2017. T. 4, № 10. C. 2390-2395.

7. Maksymov Ivan S. Magneto-plasmonic nanoantennas: basics and applications // Reviews in Physics. 2016. T. 1. C. 36-51.

8. Enhanced magneto-optical effects in magnetoplasmonic crystals / VI Belotelov, IA Akimov, M Pohl [h gp.] // Nature Nanotechnology. 2011. T. 6, № 6. C. 370-376.

9. Magnetoplasmonic design rules for active magneto-optics / Kristof Lodewijks, Nicolo Maccaferri, Tavakol Pakizeh [h gp.] // Nano letters. 2014. T. 14, № 12. C. 7207-7214.

10. Serga AA, Chumak AV, Hillebrands B. YIG magnonics // Journal of Physics D: Applied Physics. 2010. T. 43, № 26. C. 264002.

11. Qin Huajun, Hamalainen Sampo J, Van Dijken Sebastiaan. Exchange-torque-induced excitation of perpendicular standing spin waves in nanometer-thick YIG films // Scientific reports. 2018. T. 8, № 1. C. 1-9.

12. Antiferromagnetic opto-spintronics / Petr Nemec, Manfred Fiebig, Tobias Kampfrath [h gp.] // Nature Physics. 2018. T. 14, № 3. C. 229-241.

13. Laser-induced ultrafast spin reorientation in the antiferromagnet TmFeO 3 / AV Kimel, A Kirilyuk, A Tsvetkov [h gp.] // Nature. 2004. T. 429, № 6994. C. 850-853.

14. Coherent terahertz control of antiferromagnetic spin waves / Tobias Kampfrath, Alexander Sell, Gregor Klatt [h gp.] // Nature Photonics. 2011. T. 5, № 1. C. 31-34.

15. Nanoscale sub-100 picosecond all-optical magnetization switching in GdFeCo microstructures / Loïc Le Guyader, Matteo Savoini, Souliman El Moussaoui [h gp.] // Nature communications. 2015. T. 6. C. 5839.

16. Nanoscale spin reversal by non-local angular momentum transfer following ultrafast laser excitation in ferrimagnetic GdFeCo / CE Graves, AH Reid, T Wang [h gp.] // Nature materials. 2013. T. 12, № 4. C. 293-298.

17. Ultrafast nonthermal photo-magnetic recording in a transparent medium / A Stupakiewicz, K Szerenos, D Afanasiev [h gp.] // Nature. 2017. T. 542, № 7639. C. 71-74.

18. Selection rules for all-optical magnetic recording in iron garnet / A Stupakiewicz, Krzysztof Szerenos, MD Davydova [h gp.] // Nature communications. 2019. T. 10, № 1. C. 1-7.

19. Freeman Mark R, Diao Zhu. Spintronics: All-optical spin-wave control // Nature Photonics. 2012. T. 6, № 10. C. 643.

20. Generation of spin waves by a train of fs-laser pulses: a novel approach for tuning magnon wavelength / IV Savochkin, M Jackl, VI Belotelov [h gp.] // Scientific reports. 2017. T. 7, № 1. C. 1-10.

21. Directional control of spin-wave emission by spatially shaped light / Takuya Satoh, Yuki Terui, Rai Moriya [h gp.] // Nature Photonics. 2012. T. 6, № 10. C. 662-666.

22. Chumak Andrii V, Serga Alexander A, Hillebrands Burkard. Magnon transistor for all-magnon data processing // Nature communications. 2014. T. 5, № 1. C. 1-8.

23. Magnon spintronics / Andrii V Chumak, Vitaliy I Vasyuchka, Alexander A Serga [h gp.] // Nature Physics. 2015. T. 11, № 6. C. 453-461.

24. Sensitive magnetometry based on nonlinear magneto-optical rotation / D Budker, DF Kimball, SM Rochester [h gp.] // Physical Review A. 2000. T. 62, № 4. C. 043403.

25. Magnetoplasmonic crystals for highly sensitive magnetometry / Grigory A Knyazev, Pavel O Kapralov, Nikolay A Gusev [h gp.] // ACS Photonics. 2018. T. 5, № 12. C. 4951-4959.

26. Magnetic field sensor based on magnetoplasmonic crystal / Victor K Belyaev, Valeria V Rodionova, Andrey A Grunin [h gp.] // Scientific Reports. 2020. T. 10, № 1. C. 1-6.

27. Magnetoplasmonics: combining magnetic and plasmonic functionalities / Gaspar Armelles, Alfonso Cebollada, Antonio Garcia-Martin [h gp.] // Advanced Optical Materials. 2013. T. 1, № 1. C. 10-35.

28. Homola Jivi, Yee Sinclair S, Gauglitz Giinter. Surface plasmon resonance sensors // Sensors and actuators B: Chemical. 1999. T. 54, № 1-2. C. 3-15.

29. Zvezdin Anatoli Konstantinovich, Kotov V A. Modern magnetooptics and magnetooptical materials. Institute of Physics Publishing, 1997.

30. Faraday rotation in iron garnet films beyond elemental substitutions / Miguel Levy, Olga V Borovkova, Colin Sheidler [h gp.] // Optica. 2019. T. 6, № 5. C. 642-646.

31. Femtosecond time-resolved Faraday rotation in thin magnetic films and magnetophotonic crystals / AV Chetvertukhin, MI Sharipova, AG Zhdanov [h gp.] // Journal of Applied Physics. 2012. T. 111, № 7. C. 07A944.

32. Jastrzebski L. Influence of dichroism on Faraday rotation in YFeO3 // physica status solidi (a). 1974. T. 21, № 1. C. 57-68.

33. Krichevtsov BB, Pisarev RV, Ruvinshtejn MM. Anisotropy of linear and quadric magneto-optical effects in YFeO 3 orthoferrite // Fizika Tverdogo Tela. 1980. T. 22, № 7. C. 2128-2134.

34. Anisotropry of the Faraday effect in the weak ferromagnet YFeO 3 / AV Zenkov, BB Krichevtsov, AS Moskvin [h gp.] // Zh. Eksp. Teor. Fiz. 1989. T. 96. C. 1397.

35. Anti-ferromagnetic and ferromagnetic Faraday effect in yttrium ortho-ferrite YFeO3 / BB Krichevtsov, KM Mukimov, RV Pisarev [h gp.] // JETP Letters. 1981. T. 34, № 7. C. 379-382.

36. Yeh KC, Chao HY, Lin KH. A study of the generalized Faraday effect in several media // Radio Science. 1999. Т. 34, № 1. С. 139-153.

37. Рандошкин Владимир Васильевич. Прикладная магнитооптика. Москва, 1990.

38. Liscidini Marco, Sipe JE. Quasiguided surface plasmon excitations in anisotropic materials // Physical Review B. 2010. Т. 81, № 11. С. 115335.

39. Metal-nanoparticle arrays on a magnetic garnet film for tunable plasmon-enhanced Faraday rotation / Evangelos Almpanis, Petros-Andreas Pantazopoulos, Nikolaos Papanikolaou [и др.] // JOSA B. 2016. Т. 33, № 12. С. 2609-2616.

40. Du GX, Saito S, Takahashi M. Tailoring the Faraday effect by birefringence of two dimensional plasmonic nanorod array // Applied Physics Letters. 2011. Т. 99, № 19. С. 191107.

41. Contribution of the surface plasmon resonance to optical and magneto-optical properties of a Bi: YIG-Au nanostructure / R Fujikawa, AV Baryshev, J Kim [и др.] // Journal of Applied Physics. 2008. Т. 103, № 7. С. 07D301.

42. Федоров Федор Иванович. Теория гиротропии. Наука и техника, 1976.

43. Schmid Hans. On a magnetoelectric classification of materials // International Journal of Magnetism. 1973. Т. 4, № 4. С. 337-361.

44. Колмычек ИА, Мамонов ЕА, Мурзина ТВ. Поляризационные эффекты при генерации оптической второй гармоники в киральных наноструктурах // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2018. Т. 154, № 2. С. 429-444.

45. Chirality and chiroptical effects in plasmonic nanostructures: fundamentals, recent progress, and outlook / Ventsislav K Valev, Jeremy J Baumberg, Concita Sibilia [и др.] // Advanced Materials. 2013. Т. 25, № 18. С. 25172534.

46. Asymmetric propagation of electromagnetic waves through a planar chiral structure / VA Fedotov, PL Mladyonov, SL Prosvirnin [и др.] // Physical review letters. 2006. Т. 97, № 16. С. 167401.

47. Asymmetric transmission of light and enantiomerically sensitive plasmon resonance in planar chiral nanostructures / VA Fedotov, AS Schwanecke, NI Zheludev [и др.] // Nano Letters. 2007. Т. 7, № 7. С. 1996-1999.

48. Optical manifestations of planar chirality / A Papakostas, A Potts, DM Bagnall [h gp.] // Physical review letters. 2003. T. 90, № 10. C. 107404.

49. Optical chirality without optical activity: How surface plasmons give a twist to light / Aurelien Drezet, Cyriaque Genet, Jean-Yves Laluet [h gp.] // Optics express. 2008. T. 16, № 17. C. 12559-12570.

50. Manifestation of planar and bulk chirality mixture in plasmonic A-shaped nanostructures caused by symmetry breaking defects / Aline Pham, Quanbo Jiang, Airong Zhao [h gp.] // ACS Photonics. 2017. T. 4, № 10. C. 2453-2460.

51. Mi Guangcan, Van Vien. Characteristics of surface plasmon polaritons at a chiral-metal interface // Optics letters. 2014. T. 39, № 7. C. 2028-2031.

52. Switching the Optical Chirality in Magnetoplasmonic Metasurfaces Using Applied Magnetic Fields / Jun Qin, Longjiang Deng, Tongtong Kang [h gp.] // ACS nano. 2020. T. 14, № 3. C. 2808-2816.

53. Magnetic control of the chiroptical plasmonic surfaces / Irina Zubritskaya, Nicolo Maccaferri, Xabier Inchausti Ezeiza [h gp.] // Nano letters. 2018. T. 18, № 1. C. 302-307.

54. Analysis and magnetic modulation of chiro-optical properties in anisotropic chiral and magneto-chiral plasmonic systems / Hua Yu Feng, Carolina de Dios, Fernando Garcia [h gp.] // Optics Express. 2017. T. 25, № 25. C. 31045-31055.

55. Interaction effects between magnetic and chiral building blocks: a new route for tunable magneto-chiral plasmonic structures / Gaspar Armelles, Alfonso Cebollada, Hua Yu Feng [h gp.] // ACS Photonics. 2015. T. 2, № 9. C. 1272-1277.

56. Magnetic field modulation of chirooptical effects in magnetoplasmonic structures / Gaspar Armelles, Blanca Caballero, Patricia Prieto [h gp.] // Nanoscale. 2014. T. 6, № 7. C. 3737-3741.

57. Magneto Plasmonics and Optical Activity in Graphene Based Nanowires / Dmitry A Kuzmin, Igor V Bychkov, Vladimir G Shavrov [h gp.] // Nanoplasmonics: Fundamentals and Applications. 2017. T. 31.

58. Giant Faraday rotation of high-order plasmonic modes in graphene-covered nanowires / Dmitry A Kuzmin, Igor V Bychkov, Vladimir G Shavrov [h gp.] // Nano letters. 2016. T. 16, № 7. C. 4391-4395.

59. Transverse-electric plasmonic modes of cylindrical graphene-based waveguide at near-infrared and visible frequencies / Dmitry A Kuzmin, Igor V Bychkov, Vladimir G Shavrov [и др.] // Scientific reports. 2016. Т. 6. С. 26915.

60. Topologically induced optical activity in graphene-based meta-structures / Dmitry A Kuzmin, Igor V Bychkov, Vladimir G Shavrov [и др.] // ACS Photonics. 2017. Т. 4, № 7. С. 1633-1638.

61. Plasmonics of magnetic and topological graphene-based nanostructures / Dmitry A Kuzmin, Igor V Bychkov, Vladimir G Shavrov [и др.] // Nanophotonics. 2018. Т. 7, № 3. С. 597-611.

62. Asymmetric diffraction based on a passive parity-time grating / Xue-Yi Zhu, Ye-Long Xu, Yi Zou [и др.] // Applied Physics Letters. 2016. Т. 109, № 11. С. 111101.

63. Experimental demonstration of a unidirectional reflectionless parity-time metamaterial at optical frequencies / Liang Feng, Ye-Long Xu, William S Fegadolli [и др.] // Nature materials. 2013. Т. 12, № 2. С. 108-113.

64. Plasmon-induced transparency in asymmetric T-shape single slit / Jianjun Chen, Zhi Li, Song Yue [и др.] // Nano letters. 2012. Т. 12, № 5. С. 2494-2498.

65. Abbas Mohammed Nadhim, Chang Yia-Chung, Shih Min-Hsiung. Plasmon-polariton band structures of asymmetric T-shaped plasmonic gratings // Optics Express. 2010. Т. 18, № 3. С. 2509-2514.

66. Okamoto Takayuki, Simonen Janne, Kawata Satoshi. Plasmonic band gaps of structured metallic thin films evaluated for a surface plasmon laser using the coupled-wave approach // Physical Review B. 2008. Т. 77, № 11. С. 115425.

67. Unidirectional excitation of surface plasmons by slanted gratings / Nicolas Bonod, Evgeny Popov, Lifeng Li [и др.] // Optics express. 2007. Т. 15, № 18. С. 11427-11432.

68. PT-симметрия в оптике / АА Зябловский, Алексей Петрович Виноградов, Александр Александрович Пухов [и др.] // Успехи физических наук. 2014. Т. 184, № 11. С. 1177-1198.

69. Observation of topologically enabled unidirectional guided resonances / Xuefan Yin, Jicheng Jin, Marin Soljacic [и др.] // Nature. 2020. Т. 580, № 7804. С. 467-471.

70. Пятаков Александр Павлович, Звездин Анатолий Константинович. Магнитоэлектрические материалы и мультиферроики // Успехи физических наук. 2012. Т. 182, № 6. С. 593-620.

71. Pisarev RV. Crystal optics of magnetoelectrics // Ferroelectrics. 1994. Т. 162, № 1. С. 191-209.

72. Eerenstein W, Mathur ND, Scott James F. Multiferroic and magnetoelectric materials // Nature. 2006. Т. 442, № 7104. С. 759-765.

73. Fiebig Manfred. Revival of the magnetoelectric effect // Journal of Physics D: Applied Physics. 2005. Т. 38, № 8. С. R123.

74. Dzyaloshinskii Ie E. On the magneto-electrical effects in antiferromagnets // Soviet Physics JETP. 1960. Т. 10. С. 628-629.

75. Astrov DN. The magnetoelectric effect in antiferromagnetics // Sov. Phys. JETP. 1960. Т. 11, № 3. С. 708-709.

76. Recent progress in multiferroic magnetoelectric composites: from bulk to thin films / Jing Ma, Jiamian Hu, Zheng Li [и др.] // Advanced materials. 2011. Т. 23, № 9. С. 1062-1087.

77. Hasan M Zahid, Kane Charles L. Colloquium: topological insulators // Reviews of Modern Physics. 2010. Т. 82, № 4. С. 3045.

78. Wilczek Frank. Two applications of axion electrodynamics // Physical Review Letters. 1987. Т. 58, № 18. С. 1799.

79. Dynamical axion field in topological magnetic insulators / Rundong Li, Jing Wang, Xiao-Liang Qi [и др.] // Nature Physics. 2010. Т. 6, № 4. С. 284288.

80. Magnetoelectric effect of Cr2O3 in strong static magnetic fields / Herbert Wiegelmann, AGM Jansen, P Wyder [и др.] // Ferroelectrics. 1994. Т. 162, № 1. С. 141-146.

81. Rado GT, Ferrari JM, Maisch WG. Magnetoelectric susceptibility and magnetic symmetry of magnetoelectrically annealed TbPO4 // Physical review B. 1984. Т. 29, № 7. С. 4041.

82. Nenert G, Palstra TTM. Magnetic and magnetoelectric properties of Ho 2 Ba Ni O 5 // Physical Review B. 2007. Т. 76, № 2. С. 024415.

83. Foner Simon, Hanabusa Mitsugu. Magnetoelectric Effects in Cr2O3 and (Cr2O3) Ü.8^(Al2O3) 0.2 // Journal of Applied Physics. 1963. T. 34, № 4. C. 1246-1247.

84. Fiebig M, Fröhlich D, Thiele H-J. Determination of spin direction in the spinflop phase of Cr 2 O 3 // Physical Review B. 1996. T. 54, № 18. C. R12681.

85. Magnetic-field-induced toroidal moment in the magnetoelectric Cr2O3 / Yu F Popov, AM Kadomtseva, DV Belov [h gp.] // Journal of Experimental and Theoretical Physics Letters. 1999. T. 69, № 4. C. 330-335.

86. Spontaneous non-reciprocal reflection of light from antiferromagnetic Cr2O3 / BB Krichevtsov, VV Pavlov, RV Pisarev [h gp.] // Journal of Physics: Condensed Matter. 1993. T. 5, № 44. C. 8233.

87. Dubovik VM, Tugushev VV. Toroid moments in electrodynamics and solidstate physics // Physics reports. 1990. T. 187, № 4. C. 145-202.

88. Kalish A. N., Belotelov V. I., Zvezdin A. K. Optical properties of toroidal media // Proc. SPIE. 2007. T. 6728. C. 67283D-67283D-8.

89. Gusev NA, Belotelov VI, Zvezdin AK. Surface plasmons in nanowires with toroidal magnetic structure // Optics letters. 2014. T. 39, № 14. C. 4108-4111.

90. Tse Wang-Kong, MacDonald AH. Giant magneto-optical Kerr effect and universal Faraday effect in thin-film topological insulators // Physical Review Letters. 2010. T. 105, № 5. C. 057401.

91. Chang Ming-Che, Yang Min-Fong. Optical signature of topological insulators // Physical Review B. 2009. T. 80, № 11. C. 113304.

92. Liu Fen, Xu Jingping, Yang Yaping. Polarization conversion of reflected electromagnetic wave from topological insulator // JOSA B. 2014. T. 31, № 4. C. 735-741.

93. Palik Edward D. Handbook of optical constants of solids. Academic press, 1998. T. 3.

94. Intertwined magneto-optical and plasmonic effects in Ag/Co/Ag layered structures / Elias Ferreiro-Vila, Juan B Gonzalez-Diaz, Rui Fermento [h gp.] // Physical review B. 2009. T. 80, № 12. C. 125132.

95. White Jason, Sinha Kishan, Xu Xiaoshan. Structural phase diagram and magnetic properties of Sc-substituted rare earth ferrites R 1- x Sc x FeO3

(R= Lu, Yb, Er, and Ho) // Journal of Applied Physics. 2019. T. 125, № 24. C. 244101.

96. Magnetization and coercivity of nanocrystalline gadolinium iron garnet / Dao Thi Thuy Nguyet, Nguyen Phuc Duong, Takuya Satoh [h gp.] // Journal of magnetism and magnetic materials. 2013. T. 332. C. 180-185.

97. Magneto-optical study of holmium iron garnet Ho3Fe5O12 / AM Kalashnikova, VV Pavlov, AV Kimel [h gp.] // Low Temperature Physics. 2012. T. 38, № 9. C. 863-869.

98. Controlling laser-induced magnetization reversal dynamics in a rare-earth iron garnet across the magnetization compensation point / Marwan Deb, Pierre Molho, Bernard Barbara [h gp.] // Physical Review B. 2018. T. 97, № 13. C. 134419.

99. Magnetization-induced second harmonic generation in magnetophotonic microcavities based on ferrite garnets / Andrei Anatol'evich Fedyanin, T Yoshida, K Nishimura [h gp.] // Journal of Experimental and Theoretical Physics Letters. 2002. T. 76, № 8. C. 527-531.

100. Yttrium iron garnet thin films with very low damping obtained by recrystallization of amorphous material / Christoph Hauser, Tim Richter, Nico Homonnay [h gp.] // Scientific reports. 2016. T. 6. C. 20827.

101. Epitaxial Bi-Gd-Sc iron-garnet films for magnetophotonic applications / AR Prokopov, PM Vetoshko, AG Shumilov [h gp.] // Journal of Alloys and Compounds. 2016. T. 671. C. 403-407.

102. Preparation of polycrystalline Bi3Fe5O12 garnet films / T Okuda, T Katayama, K Satoh [h gp.] // Journal of applied physics. 1991. T. 69, № 8. C. 4580-4582.

103. Magneto-optical properties of cerium-substituted yttrium iron garnet single crystals grown by traveling solvent floating zone method / Sadao Higuchi, Shunji Takekawa, Kenji Kitamura [h gp.] // Japanese journal of applied physics. 1999. T. 38, № 7R. C. 4122.

104. Optical and magneto-optical behavior of cerium yttrium iron garnet thin films at wavelengths of 200-1770 nm / Mehmet C Onbasli, Lukas Beran, Martin Zahradnik [h gp.] // Scientific reports. 2016. T. 6. C. 23640.

105. Anomalously damped heat-assisted route for precessional magnetization reversal in an iron garnet / CS Davies, KH Prabhakara, MD Davydova [h gp.] // Physical review letters. 2019. T. 122, № 2. C. 027202.

106. Magnetization reversal of Co/ Pt multilayers: Microscopic origin of high-field magnetic irreversibility / Joseph E Davies, Olav Hellwig, Eric E Fullerton [h gp.] // Physical Review B. 2004. T. 70, № 22. C. 224434.

107. Current-induced magnetization reversal in nanopillars with perpendicular anisotropy / S Mangin, D Ravelosona, JA Katine [h gp.] // Nature materials. 2006. T. 5, № 3. C. 210-215.

108. Ultrafast heating as a sufficient stimulus for magnetization reversal in a ferrimagnet / TA Ostler, J Barker, RFL Evans [h gp.] // Nature communications. 2012. T. 3, № 1. C. 1-6.

109. Transient ferromagnetic-like state mediating ultrafast reversal of antiferromagnetically coupled spins / I Radu, K Vahaplar, C Stamm [h gp.] // Nature. 2011. T. 472, № 7342. C. 205-208.

110. Atxitia U, Ostler TA. Ultrafast double magnetization switching in GdFeCo with two picosecond-delayed femtosecond pump pulses // Applied Physics Letters. 2018. T. 113, № 6. C. 062402.

111. Ultrafast spin dynamics in multisublattice magnets / JH Mentink, Johan Hellsvik, DV Afanasiev [h gp.] // Physical review letters. 2012. T. 108, № 5. C. 057202.

112. Explaining the paradoxical diversity of ultrafast laser-induced demagnetization / B Koopmans, G Malinowski, F Dalla Longa [h gp.] // Nature materials. 2010. T. 9, № 3. C. 259-265.

113. All-optical magnetization reversal by circularly polarized laser pulses: Experiment and multiscale modeling / Kadir Vahaplar, AM Kalashnikova, AV Kimel [h gp.] // Physical review B. 2012. T. 85, № 10. C. 104402.

114. Ultrafast spin dynamics in ferromagnetic nickel / E Beaurepaire, J-C Merle, A Daunois [h gp.] // Physical review letters. 1996. T. 76, № 22. C. 4250.

115. Ultrafast non-thermal control of magnetization by instantaneous photomagnetic pulses / AV Kimel, A Kirilyuk, PA Usachev [h gp.] // Nature. 2005. T. 435, № 7042. C. 655-657.

116. Plasmonically induced magnetic field in graphene-coated nanowires / Dmitry A Kuzmin, Igor V Bychkov, Vladimir G Shavrov [и др.] // Optics letters. 2016. Т. 41, № 2. С. 396-399.

117. Belotelov VI, Zvezdin AK. Inverse transverse magneto-optical Kerr effect // Physical Review B. 2012. Т. 86, № 15. С. 155133.

118. Third-order nonlinearity by the inverse Faraday effect in planar magnetoplasmonic structures / Song-Jin Im, Chol-Song Ri, Kum-Song Ho [и др.] // Physical Review B. 2017. Т. 96, № 16. С. 165437.

119. All-optical magnetization switching by counterpropagataion or two-frequency pulses using the plasmon-induced inverse Faraday effect in magnetoplasmonic structures / Song-Jin Im, Ji-Song Pae, Chol-Song Ri [и др.] // Physical Review B. 2019. Т. 99, № 4. С. 041401.

120. Magnetization switching in bistable nanomagnets by picosecond pulses of surface acoustic waves / Vladimir S Vlasov, Alexey M Lomonosov, Anton V Golov [и др.] // Physical Review B. 2020. Т. 101, № 2. С. 024425.

121. Role of magnetic circular dichroism in all-optical magnetic recording / AR Khorsand, M Savoini, Andrei Kirilyuk [и др.] // Physical review letters. 2012. Т. 108, № 12. С. 127205.

122. Highly efficient all-optical switching of magnetization in GdFeCo microstructures by interference-enhanced absorption of light / M Savoini, R Medapalli, B Koene [и др.] // Physical Review B. 2012. Т. 86, № 14. С. 140404.

123. Surface-plasmon opto-magnetic field enhancement for all-optical magnetization switching / Aveek Dutta, Alexander V Kildishev, Vladimir M Shalaev [и др.] // Optical Materials Express. 2017. Т. 7, № 12. С. 4316-4327.

124. Nanoscale confinement of all-optical magnetic switching in TbFeCo-competition with nanoscale heterogeneity / Tian-Min Liu, Tianhan Wang, Alexander H Reid [и др.] // Nano letters. 2015. Т. 15, № 10. С. 6862-6868.

125. Прохоров АМ, Смоленский ГА, Агеев АН. Оптические явления в тонкопленочных магнитных волноводах и их техническое использование // Успехи физических наук. 1984. Т. 143, № 5. С. 33-72.

126. Plasmon-mediated magneto-optical transparency / VI Belotelov, LE Kreilkamp, IA Akimov [h gp.] // Nature communications. 2013. T. 4, № 1. C. 1-7.

127. Inoue Mitsuteru, Levy Miguel, Baryshev Alexander V. Magnetophotonics: From theory to applications. Springer Science & Business Media, 2013.

128. Magnetic photonic crystals / IL Lyubchanskii, NN Dadoenkova, MI Lyubchanskii [h gp.] // Journal of Physics D: Applied Physics. 2003. T. 36, № 18. C. R277.

129. Magnetic photonic crystals: 1-D optimization and applications for the integrated optics devices / Mikhail Vasiliev, Kamal E Alameh, Vladimir I Belotelov [h gp.] // Journal of lightwave technology. 2006. T. 24, № 5. C. 2156.

130. Faraday effect enhancement in Co-ferrite layer incorporated into one-dimensional photonic crystal working as a Fabry-Perot resonator / E Takeda, No Todoroki, Y Kitamoto [h gp.] // Journal of Applied Physics. 2000. T. 87, № 9. C. 6782-6784.

131. Response of two-defect magnetic photonic crystals to oblique incidence of light: Effect of defect layer variation / IL Lyubchanskii, NN Dadoenkova, MI Lyubchanskii [h gp.] // Journal of Applied Physics. 2006. T. 100. C. 096110.

132. One-dimensional bigyrotropic magnetic photonic crystals / IL Lyubchanskii, NN Dadoenkova, MI Lyubchanskii [h gp.] // Applied physics letters. 2004. T. 85, № 24. C. 5932-5934.

133. Grishin Alexander M, Khartsev SI. Waveguiding in all-garnet heteroepitaxial magneto-optical photonic crystals // JETP Letters. 2019. T. 109, № 2. C. 8386.

134. Nonlinear magneto-optical effects in all-garnet magnetophotonic crystals / TV Murzina, IE Razdolski, OA Aktsipetrov [h gp.] // Journal of magnetism and magnetic materials. 2009. T. 321, № 7. C. 836-839.

135. Magnetization-induced second-harmonic generation in magnetophotonic crystals / TV Murzina, RV Kapra, TV Dolgova [h gp.] // Physical Review B. 2004. T. 70, № 1. C. 012407.

136. Magnetization-induced second-and third-harmonic generation in magnetophotonic crystals / Oleg A Aktsipetrov, Tatyana V Dolgova, Andrey A Fedyanin [и др.] // JOSA B. 2005. Т. 22, № 1. С. 176-186.

137. Magnetization-induced third harmonic generation in magnetophotonic microcavities / Tat'yana Vladimirovna Murzina, RV Kapra, AA Rassudov [и др.] // Journal of Experimental and Theoretical Physics Letters. 2003. Т. 77, № 10. С. 537-540.

138. Magneto-optical switching in nonlinear all-garnet magnetophotonic crystals / IE Razdolski, TV Murzina, SI Khartsev [и др.] // Thin solid films. 2011. Т. 519, № 16. С. 5600-5602.

139. Тамм И Е. О возможности связанных состояний электронов на поверхности кристалла // Журн. экспер. и теор. физики. 1933. Т. 3. С. 34-43.

140. Поверхностные состояния в фотонных кристаллах / Алексей Петрович Виноградов, Александр Викторович Дорофеенко, Александр Михайлович Мерзликин [и др.] // Успехи физических наук. 2010. Т. 180, № 3. С. 249-263.

141. Timofeev Ivan Vladimirovich, Vetrov S Ya. Chiral optical Tamm states at the boundary of the medium with helical symmetry of the dielectric tensor // JETP letters. 2016. Т. 104, № 6. С. 380-383.

142. Observation of hybrid state of Tamm and surface plasmon-polaritons in one-dimensional photonic crystals / BI Afinogenov, VO Bessonov, AA Nikulin [и др.] // Applied Physics Letters. 2013. Т. 103, № 6. С. 061112.

143. Optical Tamm states at the interface between a photonic crystal and an epsilon-near-zero nanocomposite / Stepan Ya Vetrov, Rashid G Bikbaev, Natalya V Rudakova [и др.] // Journal of Optics. 2017. Т. 19, № 8. С. 085103.

144. Bikbaev Rashid G, Vetrov Stepan Ya, Timofeev Ivan V. Two types of localized states in a photonic crystal bounded by an epsilon near zero nanocomposite // Photonics. 2018. Т. 5, № 3. С. 22.

145. Model of a tunable hybrid Tamm mode-liquid crystal device / Maxim V Pyatnov, Rashid G Bikbaev, Ivan V Timofeev [и др.] // Applied Optics. 2020. Т. 59, № 21. С. 6347-6351.

146. Electrical Excitation of Long-Range Surface Plasmons in PC/OLED Structure with Two Metal Nanolayers / Valery Konopsky, Valery Prokhorov, Dmitry Lypenko [h gp.] // Nano-Micro Letters. 2020. T. 12, № 1. C. 35.

147. Optical Tamm states in one-dimensional magnetophotonic structures / T Goto, AV Dorofeenko, AM Merzlikin [h gp.] // Physical review letters. 2008. T. 101, № 11. C. 113902.

148. Tailoring surfaces of one-dimensional magnetophotonic crystals: Optical Tamm state and Faraday rotation / T Goto, AV Baryshev, M Inoue [h gp.] // Physical Review B. 2009. T. 79, № 12. C. 125103.

149. Romodina MN, Soboleva IV, Fedyanin AA. Magneto-optical switching of Bloch surface waves in magnetophotonic crystals // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2016. T. 415. C. 82-86.

150. Bloch-surface-wave-induced Fano resonance in magnetophotonic crystals / MN Romodina, IV Soboleva, AI Musorin [h gp.] // Physical Review B. 2017. T. 96, № 8. C. 081401.

151. Hybrid states of Tamm plasmon polaritons in nanostructures with Bi-substituted iron garnets / TV Mikhailova, SD Lyashko, SV Tomilin [h gp.] // Journal of Physics: Conference Series. 2019. T. 1389, № 1. C. 012103.

152. Diffraction of light by a corrugated magnetic grating: experimental results and calculation using a perturbation approximation to the Rayleigh method / D Van Labeke, A Vial, VA Novosad [h gp.] // Optics communications. 1996. T. 124, № 5-6. C. 519-528.

153. Anisotropic nanoantenna-based magnetoplasmonic crystals for highly enhanced and tunable magneto-optical activity / Nicolo Maccaferri, Luca Bergamini, Matteo Pancaldi [h gp.] // Nano letters. 2016. T. 16, № 4. C. 2533-2542.

154. Magneto-optical Kerr effect in resonant subwavelength nanowire gratings / Hugues Marinchio, Remi Carminati, Antonio Garcia-Martin [h gp.] // New Journal of Physics. 2014. T. 16, № 1. C. 015007.

155. Bound States in the Continuum in Magnetophotonic Metasurfaces / AM Chernyak, MG Barsukova, AS Shorokhov [h gp.] // JETP Letters. 2020. T. 111. C. 46-49.

156. Zakharov Vladimir A, Poddubny Alexander N. Transverse magneto-optical Kerr effect enhanced at the bound states in the continuum // Physical Review A. 2020. T. 101, № 4. C. 043848.

157. Enhancement of magneto-optical effects by a single 1D all dielectric resonant grating / E Gamet, B Varghese, I Verrier [h gp.] // Journal of Physics D: Applied Physics. 2017. T. 50, № 49. C. 495105.

158. Maksymov Ivan S, Hutomo Jessica, Kostylev Mikhail. Transverse magneto-optical Kerr effect in subwavelength dielectric gratings // Optics express. 2014. T. 22, № 7. C. 8720-8725.

159. Enhancement of Both Faraday and Kerr Effects with an All-Dielectric Grating Based on a Magneto-Optical Nanocomposite Material / Francois Royer, Bobin Varghese, Emilie Gamet [h gp.] // ACS omega. 2020. T. 5, № 6. C. 2886-2892.

160. Enhanced magneto-optical Faraday effect in 2D magnetoplasmonic structures caused by orthogonal plasmonic oscillations / DM Krichevsky, AN Kuzmichev, DA Sylgacheva [h gp.] // Journal of Physics. Conference Series. 2018. T. 1092, № 1. C. 012069.

161. Enhanced magneto-optical Faraday effect in two-dimensional magnetoplasmonic structures caused by orthogonal plasmonic oscillations / DM Krichevsky, DA Sylgacheva, MA Kozhaev [h gp.] // Physical Review B. 2020. T. 102. C. 144408.

162. Nonreciprocal plasmonics enables giant enhancement of thin-film Faraday rotation / Jessie Yao Chin, Tobias Steinle, Thomas Wehlus [h gp.] // Nature communications. 2013. T. 4, № 1. C. 1-6.

163. Influence of the Plasmonic Nanodisk Positions Inside a Magnetic Medium on the Faraday Effect Enhancement / Alexey N Kuzmichev, Daria A Sylgacheva, Mikhail A Kozhaev [h gp.] // physica status solidi (RRL)-Rapid Research Letters. 2020. T. 14, № 4. C. 1900682.

164. Large enhancement of Faraday rotation by localized surface plasmon resonance in Au nanoparticles embedded in Bi: YIG film / H Uchida, Y Masuda, R Fujikawa [h gp.] // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2009. T. 321, № 7. C. 843-845.

165. Evidence of localized surface plasmon enhanced magneto-optical effect in nanodisk array / Guan Xiang Du, Tetsuji Mori, Michiaki Suzuki [h gp.] // Applied Physics Letters. 2010. T. 96, № 8. C. 081915.

166. Garnet composite films with Au particles fabricated by repetitive formation for enhancement of Faraday effect / H Uchida, Y Mizutani, Y Nakai [h gp.] // Journal of Physics D: Applied Physics. 2011. T. 44, № 6. C. 064014.

167. Magneto-Optical Metamaterials: Nonreciprocal Transmission and Faraday Effect Enhancement / Bo Fan, Mazhar E Nasir, Luke H Nicholls [h gp.] // Advanced Optical Materials. 2019. T. 7, № 14. C. 1801420.

168. Magneto-optical effects in hyperbolic metamaterials / IA Kolmychek, AR Pomozov, AP Leontiev [h gp.] // Optics letters. 2018. T. 43, № 16. C. 3917-3920.

169. Magneto-Optical Effects in Au/Ni Based Composite Hyperbolic Metamaterials / IA Kolmychek, AR Pomozov, AP Leontiev [h gp.] // Physics of Metals and Metallography. 2019. T. 120, № 13. C. 1266-1269.

170. Anomalous birefringence and enhanced magneto-optical effects in epsilon-near-zero metamaterials based on nanorods' arrays / IA Kolmychek, AR Pomozov, VB Novikov [h gp.] // Optics express. 2019. T. 27, № 22. C. 32069-32074.

171. Davoyan Arthur R, Mahmoud Ahmed M, Engheta Nader. Optical isolation with epsilon-near-zero metamaterials // Optics Express. 2013. T. 21, № 3. C. 3279-3286.

172. Abdi-Ghaleh Reza, Suldozi Reza. Magneto-optical characteristics of layered Epsilon-Near-Zero metamaterials // Superlattices and Microstructures. 2016. T. 97. C. 242-249.

173. Maksymov Ivan S. Magneto-plasmonics and resonant interaction of light with dynamic magnetisation in metallic and all-magneto-dielectric nanostructures // Nanomaterials. 2015. T. 5, № 2. C. 577-613.

174. Giant enhancement of Faraday rotation due to electromagnetically induced transparency in all-dielectric magneto-optical metasurfaces / Aristi Christofi, Yuma Kawaguchi, Andrea Alii [h gp.] // Optics letters. 2018. T. 43, № 8. C. 1838-1841.

175. Homola Jin, Piliarik Marek. Surface plasmon resonance (SPR) sensors // Surface plasmon resonance based sensors. Springer, 2006. C. 45-67.

176. Piliarik Marek, Homola Jin. Surface plasmon resonance (SPR) sensors: approaching their limits? // Optics express. 2009. T. 17, № 19. C. 1650516517.

177. Biosensing with plasmonic nanosensors / Jeffrey N Anker, W Paige Hall, Olga Lyandres [h gp.] // Nanoscience and Technology: A Collection of Reviews from Nature Journals. World Scientific, 2010. C. 308-319.

178. Li Ming, Cushing Scott K, Wu Nianqiang. Plasmon-enhanced optical sensors: a review // Analyst. 2015. T. 140, № 2. C. 386-406.

179. Piliarik Marek, Parova Lucie, Homola Jiri. High-throughput SPR sensor for food safety // Biosensors and Bioelectronics. 2009. T. 24, № 5. C. 1399-1404.

180. Homola Jiri. Surface plasmon resonance sensors for detection of chemical and biological species // Chemical reviews. 2008. T. 108, № 2. C. 462-493.

181. Slavik Radan, Homola Jiri. Ultrahigh resolution long range surface plasmon-based sensor // Sensors and Actuators B: Chemical. 2007. T. 123, № 1. C. 10-12.

182. Konopsky Valery N. Plasmon-polariton waves in nanofilms on one-dimensional photonic crystal surfaces // New Journal of Physics. 2010. T. 12, № 9. C. 093006.

183. Blue surface plasmon propagation along thin gold film-gas interface and its use for sensitive nitrogen dioxide detection / EV Alieva, VN Konopsky, DV Basmanov [h gp.] // Optics Communications. 2013. T. 309. C. 148-152.

184. Baryshev AV, Merzlikin AM, Inoue M. Efficiency of optical sensing by a plasmonic photonic-crystal slab // Journal of Physics D: Applied Physics. 2013. T. 46, № 12. C. 125107.

185. Konopsky Valery N, Alieva Elena V. Long-range propagation of plasmon polaritons in a thin metal film on a one-dimensional photonic crystal surface // Physical review letters. 2006. T. 97, № 25. C. 253904.

186. Baryshev AV, Merzlikin AM. Approach to visualization of and optical sensing by Bloch surface waves in noble or base metal-based plasmonic photonic crystal slabs // Applied optics. 2014. T. 53, № 14. C. 3142-3146.

187. Baryshev Alexander V, Merzlikin Alexander M. Plasmonic photonic-crystal slabs: visualization of the Bloch surface wave resonance for an ultrasensitive, robust and reusable optical biosensor // Crystals. 2014. Т. 4, № 4. С. 498-508.

188. Konopsky Valery N, Alieva Elena V. A biosensor based on photonic crystal surface waves with an independent registration of the liquid refractive index // Biosensors and Bioelectronics. 2010. Т. 25, № 5. С. 1212-1216.

189. Tunability and sensing properties of plasmonic/1D photonic crystal / Mohamed Shaban, Ashour M Ahmed, Ehab Abdel-Rahman [и др.] // Scientific reports. 2017. Т. 7, № 1. С. 1-10.

190. Photonic crystal biosensor based on optical surface waves / Valery N Konopsky, Tanya Karakouz, Elena V Alieva [и др.] // Sensors. 2013. Т. 13, № 2. С. 2566-2578.

191. Sepulveda Borja, Lechuga Laura M, Armelles G. Magnetooptic effects in surface-plasmon-polaritons slab waveguides // Journal of Lightwave Technology. 2006. Т. 24, № 2. С. 945.

192. Au/Fe/Au multilayer transducers for magneto-optic surface plasmon resonance sensing / David Regatos, David Farina, A Calle [и др.] // Journal of Applied Physics. 2010. Т. 108, № 5. С. 054502.

193. Magneto-plasmonic biosensor with enhanced analytical response and stability / Sorin David, Cristina Polonschii, Catalin Luculescu [и др.] // Biosensors and Bioelectronics. 2015. Т. 63. С. 525-532.

194. Enhanced antibody recognition with a magneto-optic surface plasmon resonance (MO-SPR) sensor / Maria Grazia Manera, Elias Ferreiro-Vila, Jose Miguel Garcia-Martin [и др.] // Biosensors and Bioelectronics. 2014. Т. 58. С. 114-120.

195. Refractive index sensor based on magnetoplasmonic crystals / AA Grunin, IR Mukha, AV Chetvertukhin [и др.] // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2016. Т. 415. С. 72-76.

196. Ultrasensitive and label-free molecular-level detection enabled by light phase control in magnetoplasmonic nanoantennas / Nicolo Maccaferri, Keith E Gregorczyk, Thales VAG De Oliveira [и др.] // Nature communications. 2015. Т. 6, № 1. С. 1-9.

197. Surface sensitivity of optical and magneto-optical and ellipsometric properties in magnetoplasmonic nanodisks / Cesar A Herreno-Fierro, Edgar J Patino, Gaspar Armelles [h gp.] // Applied Physics Letters. 2016. T. 108, № 2. C. 021109.

198. Li Lixia, Zong Xueyang, Liu Yufang. All-metallic metasurfaces towards highperformance magneto-plasmonic sensing devices // Photonics Research. 2020. T. 8, № 11. C. 1742-1748.

199. Vector magneto-optical sensor based on transparent magnetic films with cubic crystallographic symmetry / AE Rogachev, PM Vetoshko, NA Gusev [h gp.] // Applied Physics Letters. 2016. T. 109, № 16. C. 162403.

200. Magnetic field sensors using magnetophotonic crystals / Ritnaro Fujikawa, Kazuhiro Tanizaki, AV Baryshev [h gp.] // Photonic Crystals and Photonic Crystal Fibers for Sensing Applications II / International Society for Optics and Photonics. T. 6369. 2006. C. 63690G.

201. Johnson Peter B, Christy R-WJPrB. Optical constants of the noble metals // Physical review B. 1972. T. 6, № 12. C. 4370.

202. When are surface plasmon polaritons excited in the Kretschmann-Raether configuration? / Jonathan J Foley IV, Hayk Harutyunyan, Daniel Rosenmann [h gp.] // Scientific reports. 2015. T. 5. C. 9929.

203. Ultrafast spin dynamics across compensation points in ferrimagnetic GdFeCo: The role of angular momentum compensation / CD Stanciu, AV Kimel, F Hansteen [h gp.] // Physical Review B. 2006. T. 73, № 22. C. 220402.

204. Layer-sensitive magneto-optical spectroscopic study of magnetization dynamics in multilayered RE-TM structures / Yu Tsema, Matteo Savoini, Arata Tsukamoto [h gp.] // Applied Physics Letters. 2016. T. 109, № 17. C. 172403.

205. Compositional dependence of g-factor and damping constant of GdFeCo amorphous alloy films / T Kato, K Nakazawa, R Komiya [h gp.] // IEEE Transactions on Magnetics. 2008. T. 44, № 11. C. 3380-3383.

206. Role of electron and phonon temperatures in the helicity-independent all-optical switching of GdFeCo / Jon Gorchon, Richard B Wilson, Yang Yang [h gp.] // Physical Review B. 2016. T. 94, № 18. C. 184406.

207. Layer-specific measurement of ultrafast spin dynamics in GdFeCo double layer with dielectric interlayer / Tetsuya Sato, Ryutaro Shimizu, Arata Tsukamoto [h gp.] // Journal of the Magnetics Society of Japan. 2014. C. 1402R013.

208. Imamura Nobutake, Mimura Yoshinori. Magnetic Kerr rotation and sublattice iron moment in Gd-Fe amorphous alloy films // Journal of the Physical Society of Japan. 1976. T. 41, № 3. C. 1067-1068.

209. Shen Yun, Fu Jiwu, Yu Guoping. Rainbow trapping in one-dimensional chirped photonic crystals composed of alternating dielectric slabs // Physics Letters A. 2011. T. 375, № 43. C. 3801-3803.

210. Double rainbow trapping of light in one-dimensional chirped metallic-dielectric photonic crystals / Yun Shen, Hailin Liu, Jiwu Fu [h gp.] // JOSA B. 2011. T. 28, № 10. C. 2444-2447.

211. Mouldi A, Kanzari M. Design of an omnidirectional mirror using one dimensional photonic crystal with graded geometric layers thicknesses // Optik. 2012. T. 123, № 2. C. 125-131.

212. Fischer Peter, Fadley Charles S. Probing nanoscale behavior of magnetic materials with soft X-ray spectromicroscopy // Nanotechnology Reviews. 2012. T. 1, № 1. C. 5-15.

213. Tamm plasmon-polaritons: Possible electromagnetic states at the interface of a metal and a dielectric Bragg mirror / M Kaliteevski, I Iorsh, S Brand [h gp.] // Physical Review B. 2007. T. 76, № 16. C. 165415.

214. Surface state peculiarities in one-dimensional photonic crystal interfaces / AP Vinogradov, AV Dorofeenko, SG Erokhin [h gp.] // Physical Review B. 2006. T. 74, № 4. C. 045128.

215. Steel MJ, Levy M, Osgood RM. Photonic bandgaps with defects and the enhancement of Faraday rotation // Journal of lightwave technology. 2000. T. 18, № 9. C. 1297.

216. Kahl Soren, Grishin Alexander M. Enhanced Faraday rotation in all-garnet magneto-optical photonic crystal // Applied Physics Letters. 2004. T. 84, № 9. C. 1438-1440.

217. Konopsky Valery N, Alieva Elena V. Photonic crystal surface waves for optical biosensors // Analytical chemistry. 2007. T. 79, № 12. C. 4729-4735.

218. Pile David FP. Gap modes of one-dimensional photonic crystal surface waves // Applied optics. 2005. Т. 44, № 20. С. 4398-4401.

219. Konopsky Valery N, Alieva Elena V. Long-range plasmons in lossy metal films on photonic crystal surfaces // Optics letters. 2009. Т. 34, № 4. С. 479481.

220. Raether Heinz. Surface plasmons on smooth surfaces. Springer, 1988. С. 439.

221. Surface plasmon interferometry: measuring group velocity of surface plasmons / Vasily V Temnov, Ulrike Woggon, Jose Dintinger [и др.] // Optics letters. 2007. Т. 32, № 10. С. 1235-1237.

222. Figure of merit enhancement of a surface plasmon resonance sensor using a low-refractive-index porous silica film / Qing-Qing Meng, Xin Zhao, Cheng-You Lin [и др.] // Sensors. 2017. Т. 17, № 8. С. 1846.

223. Andaloro Richard V, Deck Robert T, Simon Henry J. Optical interference pattern resulting from excitation of surface mode with diverging beam // JOSA B. 2005. Т. 22, № 7. С. 1512-1516.

224. Simon HJ, Andaloro RV, Deck RT. Observation of interference in reflection profile resulting from excitation of optical normal modes with focused beams // Optics letters. 2007. Т. 32, № 11. С. 1590-1592.

225. Active magneto-plasmonics in hybrid metal-ferromagnet structures / Vasily V Temnov, Gaspar Armelles, Ulrike Woggon [и др.] // Nature Photonics. 2010. Т. 4, № 2. С. 107.

226. Кикоин ИК. Таблицы физических величин. Рипол Классик, 1976.

227. Karabchevsky A, Kavokin AV. Giant absorption of light by molecular vibrations on a chip // Scientific reports. 2016. Т. 6. С. 21201.

228. Katiyi Aviad, Karabchevsky Alina. Figure of merit of all-dielectric waveguide structures for absorption overtone spectroscopy // Journal of Lightwave Technology. 2017. Т. 35, № 14. С. 2902-2908.

229. Звездин Анатолий Константинович, Котов Вячеслав Алексеевич. Магнитооптика тонких пленок. Наука, 1988.

230. Wide-band enhancement of the transverse magneto-optical Kerr effect in magnetite-based plasmonic crystals / SA Dyakov, IM Fradkin, NA Gippius [и др.] // Physical Review B. 2019. Т. 100, № 21. С. 214411.

231. Manipulating the light intensity by magnetophotonic metasurfaces / Alexander I Musorin, Maria G Barsukova, Alexander S Shorokhov [и др.] // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2018. Т. 459. С. 165-170.

232. Климов ВВ. Наноплазмоника-М.: Москва физматлит. 2009.

233. Ultrathin and Nanostructured Au Films with Gradient of Effective Thickness. Optical and Plasmonic Properties / SV Tomilin, VN Berzhansky, AN Shaposhnikov [и др.] // J. Phys.: Conf. Ser. 2016. Т. 741, № 1. С. 012113.

234. Adams Michael J. An introduction to optical waveguides. Wiley, 1981. Т. 14.

235. Dominant role of inverse Cotton-Mouton effect in ultrafast stimulation of magnetization precession in undoped yttrium iron garnet films by 400-nm laser pulses / LQ Shen, LF Zhou, JY Shi [и др.] // Physical Review B. 2018. Т. 97, № 22. С. 224430.

236. Phase-controllable spin wave generation in iron garnet by linearly polarized light pulses / Isao Yoshimine, Takuya Satoh, Ryugo Iida [и др.] // Journal of applied physics. 2014. Т. 116, № 4. С. 043907.

237. Superprism phenomena in photonic crystals / Hideo Kosaka, Takayuki Kawashima, Akihisa Tomita [и др.] // Physical review B. 1998. Т. 58, № 16. С. R10096.

238. Wu Lijun, Mazilu Michael, Krauss Thomas F. Beam steering in planar-photonic crystals: from superprism to supercollimator // Journal of lightwave technology. 2003. Т. 21, № 2. С. 561.

239. Chang Shengyuan, Guo Xuexue, Ni Xingjie. Optical metasurfaces: progress and applications // Annual Review of Materials Research. 2018. Т. 48. С. 279302.

240. Newham R. E. Properties of Materials: Anisotropy, Symmetry, Structure. Oxford: University Press, 2005.

241. Terahertz chiral metamaterials with giant and dynamically tunable optical activity / Jiangfeng Zhou, Dibakar Roy Chowdhury, Rongkuo Zhao [и др.] // Physical Review B. 2012. Т. 86, № 3. С. 035448.

242. Twisted split-ring-resonator photonic metamaterial with huge optical activity / M Decker, R Zhao, CM Soukoulis [и др.] // Optics letters. 2010. Т. 35, № 10. С. 1593-1595.

243. Potton Richard J. Reciprocity in optics // Reports on Progress in Physics. 2004. T. 67, № 5. C. 717.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ

ДИССЕРТАЦИИ

[A1] Plasmonic layer-selective all-optical switching of magnetization with nanometer resolution / DO Ignatyeva, CS Davies, DA Sylgacheva [и др.] // Nature communications. 2019. Т. 10, № 1. С. 1-7.

[A2] Ignatyeva Daria, Belotelov Vladimir. Tunable optical addressing of layers in GdFeCo bilayer structure // Journal of Physics: Conference Series. 2018. Т. 1092, № 1. С. 012183.

[A3] Surface plasmon resonance (SPR) to magneto-optic SPR / Conrad Rizal, Vladimir Belotelov, Daria Ignatyeva [и др.] // Condensed Matter. 2019. Т. 4, № 2.

[A4] Comparison of the effects of surface plasmon resonance and the transverse magneto-optic Kerr effect in magneto-optic plasmonic nanostructures / Conrad Rizal, Pavel O Kapralov, Daria Ignatyeva [и др.] // Journal of Physics D: Applied Physics. 2019. Т. 53, № 2. С. 02LT02.

[A5] Поверхностные высокодобротные моды в гетероструктурах "фотонный кристалл-пленка феррита-граната" для сенсорных применений / Дарья Олеговна Игнатьева, Павел Олегович Капралов, Григорий Алексеевич Князев [и др.] // Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2016. Т. 104, № 10. С. 689-694.

[A6] Enhancement of SPR-sensor sensitivity in garnet-based plasmonic heterostructures / DO Ignatyeva, SK Sekatskii, NE Khokhlov [и др.] // 2016 Progress in Electromagnetic Research Symposium (PIERS) / IEEE. 2016. С. 831-835.

[A7] SPR sensor with ultranarrow magnetoplasmonic resonance / DO Ignatyeva, PO Kapralov, GA Knyazev [и др.] // 2016 10th International Congress on Advanced Electromagnetic Materials in Microwaves and Optics (METAMATERIALS) / Ieee. 2016. С. 67-69.

[A8] Ignatyeva DO, Kalish AN, Belotelov VI. Magnetic-field Induced SPP Near-field Modulation in Magnotoplasmonic Heterostructures with Ultralong-range Propagating Modes // 2019 PhotonIcs &

Electromagnetics Research Symposium-Spring (PIERS-Spring) / IEEE. 2019. С. 1486-1488.

[A9] Magneto-optical plasmonic heterostructure with ultranarrow resonance for sensing applications / Daria O Ignatyeva, Grigory A Knyazev, Pavel O Kapralov [и др.] // Scientific reports. 2016. Т. 6. С. 28077.

[A10] Enhancement of SPR-sensor sensitivity in magnetophotonic plasmonic heterostructures / DO Ignatyeva, AN Kalish, VI Belotelov [и др.] // Progress in Electromagnetics Research Symposium. 2015. С. 2296-2300.

[A11] Magnetooptical surface plasmon resonance sensor based on dielectric Bragg mirror with metal cover / DO Ignatyeva, PO Kapralov, GA Knyazev [и др.] // 2015 9th International Congress on Advanced Electromagnetic Materials in Microwaves and Optics (METAMATERIALS) / IEEE. 2015. С. 127-129.

[A12] High-Q surface electromagnetic wave resonance excitation in magnetophotonic crystals for supersensitive detection of weak light absorption in the near-infrared / OV Borovkova, DO Ignatyeva, SK Sekatskii [и др.] // Photonics Research. 2020. Т. 8, № 1. С. 57-64.

[A13] Resonances of the magneto-optical intensity effect mediated by interaction of different modes in a hybrid magnetoplasmonic heterostructure with gold nanoparticles / Anastasiya E Khramova, Daria O Ignatyeva, Mikhail A Kozhaev [и др.] // Optics Express. 2019. Т. 27, № 23. С. 33170-33179.

[A14] Magneto-optics of subwavelength all-dielectric gratings / Andrey A Voronov, Dolendra Karki, Daria O Ignatyeva [и др.] // Optics Express. 2020. Т. 28, № 12. С. 17988-17996.

[A15] All-dielectric nanophotonics enables tunable excitation of the exchange spin waves / Alexander I Chernov, Mikhail A Kozhaev, Daria O Ignatyeva [и др.] // Nano Letters. 2020.

[A16] TMOKE enhancement in structured all-dielectric iron-garnet films with waveguide modes / AA Voronov, DO Ignatyeva, MA Kozhaev [и др.] // Journal of Physics: Conference Series. 2020. Т. 1461, № 1. С. 012189.

[A17] Enhancement of Magnetooptical Effects in Nanostructured Iron-Garnet Meta-Surface / AA Voronov, DO Ignatyeva, Dolendra Karki [и др.] //

2019 Thirteenth International Congress on Artificial Materials for Novel Wave Phenomena (Metamaterials) / IEEE. 2019. С. X-447.

[A18] All-dielectric magnetic metasurface: advanced light control in dual polarizations combined with high-Q resonances / Daria O Ignatyeva, Andrey N Kalish, Galina Yu Levkina [и др.] // Nature Communications. 2020. С. 20-11054.

[A19] Transformation of mode polarization in gyrotropic plasmonic waveguides /AN Kalish, D O Ignatyeva, V I Belotelov [и др.] // Laser Physics. 2014. Т. 24, № 9. С. 094006.

[A20] Surface plasmon polaritons at gyrotropic interfaces / Daria O Ignatyeva, Andrey N Kalish, Galina Yu Levkina [и др.] // Physical Review A. 2012. Т. 85, № 4. С. 043804.

[A21] Sukhorukov AP, Ignatyeva DO, Kalish AN. Terahertz and infrared surface wave beams and pulses on gyrotropic, nonlinear and metamaterial interfaces // Journal of Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves. 2011. Т. 32, № 10. С. 1223.

[A22] Поверхностные плазмон-поляритонные волны в оптически активных средах / ГЮ Лёвкина, ДО Сапарина (Игнатьева), АН Калиш [и др.] // Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2010. Т. 74, № 12. С. 1778-1781.

[A23] Magnetoplasmonic structures with broken spatial symmetry for light control at normal incidence / OV Borovkova, H Hashim, DO Ignatyeva [и др.] // Physical Review B. 2020. Т. 102, № 8. С. 081405.

[A24] Transverse Magneto-Optical Intensity Effect in Non-symmetric Plasmonic Nanostructures / OV Borovkova, DO Ignatyeva, AA Vorono [и др.] // 2019 Thirteenth International Congress on Artificial Materials for Novel Wave Phenomena (Metamaterials) / IEEE. 2019. С. X-071.

[A25] Control of surface plasmon-polaritons in magnetoelectric heterostructures / Daria O Ignatyeva, Andrey N Kalish, Venu Gopal Achanta [и др.] // Journal of Lightwave Technology. 2018. Т. 36, № 13. С. 2660-2666.

[A26] Polarization properties of surface plasmon polaritons at the boundary of topological insulators with the axion effect / DO Ignatyeva, AN Kalish,

VI Belotelov [и др.] // Physics of Wave Phenomena. 2017. Т. 25, № 2. С. 119-123.