Оптические волны в композитном слое с квазинулевым показателем преломления тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.05, кандидат наук Щукарев Игорь Александрович

• Щукарев Игорь Александрович
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Щукарев Игорь Александрович

Введение

Обозначения и сокращения

Глава 1. Нанокомпозитные материалы PMMA+Ag

1.1. Роль френелевской оптики в описании свойств мета-материалов

1.2. Технология получения композитного материала с квазинулевым показателем преломления

1.3. Экспериментальные спектры отражения и пропускания композитных слоев с квазинулевым показателем преломления

1.4. Выводы к главе

Глава 2. Оптических свойства композитного слоя с квазинулевым показателем преломления

2.1. Показатель преломления композитного материала с наночастицами серебра как случайная величина

2.2. Эффективная поляризуемость свободных электронов и сечение экстинкции изолированных наночастиц серебра малого радиуса

2.3. Теорема погашения для слоя с квазинулевым показателем преломления

2.4. Выводы к главе

Глава 3. Обтекание светом плоской границы вакуум-

композитная среда с наночастицами серебра

3.1. Оптические поля внутри и вне слоя с квазинулевым

показателем преломления

3.2. Преобразование внешнего светового пучка в световой пучок, распространяющийся вдоль композитного слоя с наночастицами серебра

3.3. Практическое приложение композитного материала

с квазинулевым показателем преломления

3.3.1. Слои с квазинулевым показателем преломления как высокоэффективные просветляющие

и антибликовые покрытия

3.3.2. Способ маскировки тел на основе покрытия из наноструктурного композитного материала с квазинулевым показателем преломления

3.4. Выводы к главе

Заключение

Список иллюстраций

Литература

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Оптические волны в композитном слое с квазинулевым показателем преломления»

Введение

Исследование свойств наноматериалов сегодня является одним из ключевых направлений в науке, и, в частности, в оптике. Особое место занимают так называемые метаматерпалы - искусственные композитные структурированные материалы, электромагнитные свойства которых существенно отличаются от свойств компонентов, входящих в их состав, и в значительной степени определяются характером распределения, формой, химическим составом на-норазмерных элементов, особым упорядочением и структурой компонентов [1]. За последние годы число публикаций, посвященных наноматериалам, экспоненциально растёт в связи с открывшимися перспективами их использования. Высокий интерес связан с уникальностью свойств этих материалов. Показатель преломления таких метаматериалов может быть больше единицы, около единицы или меньше единицы [2-10].

Развитие методов синтеза метаматериалов привело к возможности создания материалов с заданными физическими и оптическими свойствами. Свойства наноматериалов, как правило, отличаются от аналогичных материалов в массивном состоянии. Следует отметить значительный интерес к достижению нулевого показателя преломления в оптических средах. Решению этой проблемы в настоящее время посвящены многие теоретические и экспериментальные исследования [11-36]. Разработанные в настоящее время метаматерпалы в различных лабораториях мира обладают нулевым и близким к нулю показателем преломления лишь в узком диапазоне длин волн [18-26].

В настоящее время наночастицы благородных металлов с размерами в несколько нанометров нашли широкие применения в физике, химии, биологии, медицине и т. д. Эти применения металлических наночастиц связаны с их особыми оптическими свойствами [37-43]. Так, полученные пленки на основе полиметилметакрилата (РММА) с наночастицами серебра, технология синтеза которого

и технология нанесения пленок из этого материала на различные поверхности представлены в [44-47], обладают квазинулевым показателем преломления и поглощения. Данный материал обладает высокой прозрачностью и является немагнитным материалом. Показатели поглощения и преломления оптических материалов с квазинулевым показателем преломления, содержащих наночасти-цы серебра малого радиуса, слабо зависят от длины волны в видимой и ПК-областях спектра. Данные свойства дают возможность использовать такие пленки в качестве просветляющих и антибликовых покрытий. Интересной особенностью данного композитного материала с наночастицами серебра является и то, что на границе

__«_» «_» у""'

раздела сред, как показано в данной диссертационнои работе, имеют место нефренелевские законы отражения и преломления света, обусловленные случайным показателем преломления, что, в свою очередь, требует отказа от традиционного представления о резкой границе раздела двух сред. Случайность показателя преломления обусловлена структурным фактором. Иными словами, распределение наночастиц серебра в окрестности точки наблюдения случайным образом изменяется по всему образцу. При этом область дискретного распределения наночастиц в окрестности точки наблюдения мала по сравнению с длиной волны, поэтому образец однородный и изотропный по отношению к внешнему излучению. За счет того, что показатель преломления композита является непрерывной случайной величиной, граница становится неоднородной и при фиксированном угле падения в\ угол преломления света в слое 6т2 становится неопределенным и может быть как действительным, так и комплексным, т.е. при фиксированном угле падения образуются режимы отражения и преломления света отличные от френелев-ских. Именно такое предположение и позволяют правильно объяснить экспериментальные спектры отражения и пропускания слоя с квазинулевым показателем преломления [48] и эффект обтекания светом границы раздела двух сред.

Оптические среды с нулевым и квазинулевым показателем пре-

ломления в интервале длин волн от 400 до 1200 нм представляют большой интерес, учитывая возможные практические применения, например, в солнечной индустрии, в конструировании широкополосных просветляющих покрытий, в оптическом приборостроении, в решении проблемы маскировки тел (плащ-невидимка) и т.д. [48-54]. Поэтому создание теоретического подхода для описания распространения оптических волн в композитном слое РММА А» с квазинулевым показателем преломления в интервале длин волн от 400 до 1200 нм является важной и актуальной задачей.

Цель диссертационной работы: Разработка теоретического подхода для описания распространения оптических волн в композитном слое с квазинулевым показателем преломления.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Исследование особенности показателя преломления мета материала РММА А», как случайной величины.

2. Исследование влияния показателя преломления на отражательную и пропускательную способность слоя из композитного ме-таматериала РММА А».

3. Исследование свойств границы раздела сред вакуум-материал РММА А» и особенностей распространения света в слое с квазинулевым показателем преломления.

4. Определение условий преобразования внешнего оптического излучения в волну, распространяющуюся вдоль границы плоскопараллельного слоя с квазинулевым показателем преломления.

Научная новизна полученных автором результатов:

1. Показатель преломления метаматериала с квазинулевым показателем преломления, содержащего наночастицы серебра ма-

__о о о «_» I I

лого радиуса, является непрерывной случайной величинои. Данный материал является однородным, немагнитным, изотропным и обладает высокой прозрачностью.

2. На границе раздела вакуум-композитный материал РММА А» понятие резкой границы теряет смысл и при фиксированном угле падения образуются режимы отражения и преломления света, которые отличаются от френелевских. Неоднородность границ не связана с их истинной неоднородностью, границы слоя представляют собой плоские поверхности, а обусловлена исключительно разбросом значений показателя преломления в пределах малого интервала [0, Дп2].

3. Под действием ограниченных пучков света возможно эффективное преобразование внешнего оптического излучения в интервале длин волн от 400 до 1200 нм в волну, распространяющуюся вдоль внешней и внутренней границ плоскопараллельного слоя с квазинулевым показателем преломления, находящегося на высокоотражающей металлической подложке.

4. Сечение светового пучка £3 проходящего через слой со случайным квазинулевым показателем преломления всегда больше сечения падающего пучка . Данный эффект обусловлен ло-кализациеи фотонов на внешней границе слоя в соответствии с теоремой погашения. Фокусировка фотонов, в соответствие с принципом неопределенностей, приводит к расширению пучка и на выходе из слоя формируется световой пучок с сечением 5з >

Практическая значимость. Обнаруженные в ходе проведения работы эффекты относятся к практически важным разделам оптики нового класса композитных материалов с квазинулевым показателем преломления. Основными практически значимыми результатами проведенной работы являются:

1. Возможно достижение 25%-го увеличения генерируемой элек-

трической энергии в солнечных элементах в течение светового дня по сравнению с генерацией электрической энергии с интерференционным просветляющим покрытием и приблизительно на 40% по сравнению с солнечным элементом без просветляющего покрытия. Оптические свойства композитного слоя с квазинулевым показателем преломления слабо зависят от оптических свойств подстилающей среды.

2. Высокоэффективные просветляющие и антибликовые покрытия. Известно [55], что принцип интерференционного оптического просветления основан на том, что показатель преломления просветляющего покрытия должен быть равен геометрическому среднему показателей преломления обрамляющих сред, т.е. п2 = //п1п3. При этом достигается обращение в нуль отражательной способности лишь при фиксированной длине волны, зависящей от толщины слоя. Для достижения эффективного широкополосного оптического просветления необходимо использовать уже многослойные интерференционные покрытия. С помощью же слоя РММЛ Л» достигается равномерное широкополосное оптическое просветление.

3. Способ маскировки тел. Техническим результатом этого способа является покрытие, обладающее способностью формирования в нем оптических волн, огибающих поверхность маскируемого тела в интервале длин волн от 400 до 1200 нм. Это покрытие наносится на маскируемое тело, на поверхность которого предварительно нанесено зеркальное покрытие, например, из серебра или алюминия.

Положения, выносимые на защиту:

1. В композитном материале из полиметилметакрилата с добавлением наночастиц серебра показатель преломления является непрерывной случайной величиной, принимающей квазинулевые значения из интервала от 0 до предельного значения пока-

зателя преломления Дп2, определяемого по расположению интерференционных минимумов в экспериментальных спектрах отражения слоя.

2. Амплитуды отражения и пропускания слоя из полиметилмета-крилата с наночастицами серебра представляют собой волновые пакеты классических амплитуд с различными значениями показателя преломления из интервала от 0 до Дп2.

3. Граница раздела сред вакуум-полиметилметакрилат с добавлением наночастиц серебра, обладающий случайным квазинулевым показателем преломления, является неоднородной вследствие разброса значений показателя преломления в пределах малого интервала от 0 до Дп2, а соответствующие коэффициенты отражения и пропускания являются нефренелевскими.

4. В композитном слое из полиметилметакрилата с наночастицами серебра, нанесенного на зеркальную поверхность, реализуется режим распространения света, при котором внешнее оптическое излучение преобразуется в волну, распространяющуюся вдоль поверхности слоя в интервале длин волн от 400 до 1200 нм.

Апробация результатов исследования. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 7 журналах рекомендованных ВАК и были доложены на 8 конференциях: Всероссийская молодежная научная школа-семинар «Актуальные проблемы физической и функциональной электроники», Ульяновск (2014, 2015, 2016); Всероссийская конференция молодых ученых «Нано-электроника, нанофотоника и нелинейная физика», Саратов (2015, 2016); Международная конференция по фотонике и информационной оптике», Москва (2016, 2017); Всероссийская научная молодежная конференция с международным участием. «Актуальные проблемы микро- и наноэлектроники», Уфа (2016). Получены 2 патента РФ на изобретение.

Достоверность результатов данной диссертационной работы обеспечена использованием распространенных приближений и методов. В расчетах и для получения теоретических зависимостей использовались полиномиальная регрессия, метод наименьших квадратов, кубическая сплайн-интерполяция, численное решение систем уравнений, все вычисления производились в программе МаШСАБ. Апробация предложенной теории проходила путем сравнения экспериментальных данных с результатами расчетов, полученных на основе представленных в работе формул.

Личный вклад. Основные теоретические положения данного диссертационного исследования разработаны вместе с д.ф.-м.н., профессором О.Н. Гадомским. Личный вклад автора заключается в постановке задач, в проведение всех численных расчетов и их анализе, в поиске оптимальных параметров для согласования полученных теоретических зависимостей с экспериментом, в варьирование исходных физических величин для нахождения новых эффектов и свойств в исследуемом метаматериале РММА А».

Публикации. По теме диссертационного исследования опубликовано 7 работ, в журналах включенных в перечень ВАК, 8 тезисов международных и всероссийских конференций и 2 патента РФ на изобретение.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 3 глав, заключения, библиографического списка. Материал изложен на 125 страницах, содержит 37 рисунков и список из 119 библиографических наименований.

Обозначения и сокращения

РММА - полиметилметакрилат;

РММА А» - полиметилметакрилат с наночастицами серебра; (РММА + А§)/§1а88 - полиметилметакрилат с наночастицами серебра на стекле;

¡1 - магнитная проницаемость; £ - диэлектрическая проницаемость; к0 - волновой вектор; с - скорость света в вакууме; п - показатель преломления;

МДР-23 - монохроматор, предназначен для выделения монохроматического излучения в широком спектральном диапазоне; Дп2 - предельное значение показателя преломления; А - длина волны;

А Е [400... 1200] нм - интервал длин волн от 400 до 1200 нм.

Глава 1

Нанокомпозитные материалы РММА+А§

В данной главе будут рассмотрены наноструктурные композитные материалы РММЛ Л» с квазинулевым показателем преломления и способы их получения. Будет проведен анализ полученных экспериментальных данных и выполнено сравнение композитных материалов РММЛ Л» с метаматериалы с нулевым показателем преломления на фиксированной длине волны.

В п. 1.1 рассматривается классический подход к описанию свойств композитных материалов и «сбои», который дает френе-левская оптика, при расчете их параметров. Представлены способы изготовления метаматериалов с нулевым и близкими к нулю показателем преломления и указаны их недостатки.

В п. 1.2 описана технология получения композитного материала РММА А» с квазинулевым показателем преломления и технологическая операция нанесения данного метаматериала на твердотельную подложку.

В п. 1.3 представлены экспериментальные спектры отражения и пропускания композитных слоев с квазинулевым показателем преломления и их анализ.

1.1. Роль френелевской оптики в описании свойств метаматериалов

Все вещества можно классифицировать с помощью показателя преломления и показателя поглощения. В диэлектриках и полупроводниках вдали от полосы поглощения показатель преломления больше единицы, а показатель поглощения значительно меньше единицы. В металлах, наоборот, показатель преломления значительно меньше единицы, а показатель поглощения больше единицы. Показатель преломления метаматериалов может быть большим п > 1 [3-5], около единицы п ~ 1 и меньше единицы п < 1 [6-10].

Значимым направлением в исследовании метаматериалов является разработка разнообразных композиций из таких материалов с различными диэлектрической £ и магнитной ¡1 проницаемостями. Материалы, в которых достигается значение показателя преломления п = 0 рассматриваются в следующих работах [12-36]. Исследованию свойств метаматериалов, в которых структурными элементами являются кольцевые резонаторы, нанопроволоки, спирали и т.д. посвящены обзоры [17, 56-63].

В данной же диссертационной работе будут рассмотрены мета-материалы с показателем преломления п > 0 в области квазинулевых значений. Особое место в данной работе будет уделено метам атериалам с квазинулевыми значениями, включая нулевое значение, показателя преломления и малым (к ^ п) поглощением в интервале длин волн от 400 до 1200 нм вдали от изолированных резонансов.

Описание оптических свойств метаматериалов с близким к нулю показателем преломления обычно происходит в рамках, так называемой, френелевской оптики, когда вектор поляризации среды представляет собой линейную функцию напряженности электрического поля, а коэффициент пропорциональности соответствует поляризуемости среды, явный вид которой зависит от структуры метаматериала. Более того, для френелевской оптики характерно то, что показатель преломления среды рассматривается как детерминированная величина, а границы среды является однородными, для которых выполняются правила отбора для углов падения, отражения и преломления.

В основе френелевской оптики лежат формулы Френеля [55], которые точно описывают явления отражения и преломления света на границе непрерывной среды. Первый «сбой» в формулах Френеля был обнаружен экспериментально Рэлеем [64, 65]. Исследование явлений отражения от тщательно очищенных поверхностей твердых диэлектриков, а также на поверхности жидкостей, привело к обнаружению заметных отклонений от формул Френеля. Оказа-

лось, что вблизи угла полной поляризации, то есть при условии tan в1 « п2 (01 - угол падения света, п2 - показатель преломления среды) р-компонента отраженного светового пучка полностью не погашается. Для объяснения этого эффекта были предприняты усилия большого числа исследователей, начиная с идеи Друде [64] о переходном слое с различными значениями диэлектрической проницаемости по глубине слоя и лишь в работах [66, 67] удалось решить эту проблему, рассматривая оптическую среду как дис-

_ «_» _ _ «_» i

кретно-непрерывную среду, в которой поле диполеи внутри сферы

Лорентца всегда отлично от нуля [68]. Другой «сбой» в классических формулах френелевской оптики обнаруживается при точном обращении в нуль показателя преломления среды. Действительно, при точном обращении в нуль показателя преломления при падении света из оптически более плотной среды, в соответствии с правилами отбора для углов преломления и отражения, во френелев-ских коэффициентах отражения и преломления на границе среды содержится расходимость из-за деления на ноль. Это означает, что в френелевской оптике случай точного обращения в нуль не подлежит рассмотрению и следует учитывать лишь близкие к нулю значения показателя преломления. В связи с этим показательным является пример исследования классической (френелевской) формулы для отражательной способности слоя с действительным показателем преломления [55]. При как угодно близком к нулю показателе преломления слоя отражательная способность этого слоя стремится к единице, то есть при таких значениях показателя преломления слой представляет собой идеальное зеркало. При точном обращении в нуль показателя преломления классические амплитуды отражения и пропускания слоя содержат устранимую расходимость, что приводит к эффекту идеального оптического просветления слоя. Этот эффект является основой нефренелевской оптики, в которой показатель преломления рассматривается как случайная величина, а амплитуды отражения и пропускания слоя представляются как волновые пакеты классических амплитуд с различными

значениями показателя преломления из некоторой области допустимых значений [0, Дп2], где Дп2 < 1 и вычисляется по расположению интерференционных минимумов в спектрах отражения слоя. Именно этот теоретический подход, как будет показано ниже, позволяет правильно объяснить экспериментальные спектры отражения и пропускания композитных слоев из синтезируемых по методу [44, 45] материалов.

Можно выделить три основных способа изготовления мета материалов с нулевым и близкими к нулю показателем преломления. Один из этих методов основан на использовании множества кольцевых резонаторов, 1-образных структурных элементов [17, 56-63]. Ниже мы рассмотрим подробно структуру и свойства конкретного метаматериала с нулевым показателем преломления на основе 1-образных структурных элементов. Однако, отвлекаясь от деталей изготовления такого рода метаматериалов, выделим их общее свойство. Все эти метаматериалы обладают сильной зависимостью показателя преломления от длины волны, поскольку структурные элементы этих метаматериалов обладают изолированным резонансом и достижение нулевого значения показателя преломления возможно лишь в области аномальной дисперсии показателя преломления.

Рассмотрим оптические свойства метаматериала с нулевым показателем преломления [12], который представляет собой мета материал в виде упорядоченных кремниевых наностержней, внедренных в полимерную матрицу рис. 1. Доказательством обращения в нуль показателя преломления этого метаматериала на длине волны 1590 нм является то, что преломленный пучок света на грани призмы, изготовленной из этого метаматериала, имеет угол преломления, равный нулю. Кремниевые наностержни изготовлены методом электронно-лучевой литографии в кремниевом слое толщиной 512 нм и расположены упорядоченно в форме отдельных квадратных чипов на плоской подложке рис. 1. Это структура внедрена в полимерную матрицу и покрывается пленкой из золота толщиной 50

нм с помощью метода электронно-лучевого напыления. Таким образом, получаются 1-образные структурные элементы метаматери-ала с нулевым показателем преломления на фиксированной длине волны.

Рис, 1, Возможная схема конструирования метаматериала с нулевым показателем преломления. а - различные этапы изготовления метаматериала с нулевым показателем преломления (1-1У), Ь - элементарная ячейка данного метаматериала.

Авторы [12] сообщают о хорошем совпадении теоретических и экспериментальных результатов вблизи длины волны 1590 нм, однако, следует иметь в виду, что интерпретация отличных от нуля значений напряженности электрического поля в волновой зоне была сделана в рамках френелевской оптики и при точном обращении в нуль показателя преломления среды.

Второй метод изготовления метаматериалов с нулевым показателем преломления основан на конструировании слоистых сред с чередованием слоев с положительным и отрицательным показателями преломления [19, 20]. Электромагнитная волна воспринимает такую среду как среду с нулевым показателем преломления. Однако, недостатком этого метода так же, как и предыдущего, является то, что достижение нулевого показателя преломления возможно лишь в узком диапазоне длин волн, поскольку существующие методы получения слоев с отрицательным показателем преломления позволяют достигать отрицательного показателя преломления лишь в узком диапазоне длин волн.

В данной диссертационной работе основное внимание будет уде-

лено третьему методу изготовления метаматериалов с нулевым и близким к нулю (квазинулевым) показателем преломления, в котором структурными элементами являются сферические наноча-стицы серебра малого (около 2.5 нм) радиуса, внедренные в диэлектрическую (например, полиметилметакрилат или силикатное стекло) матрицу с небольшим весовым содержанием серебра около 3-5%. Технология синтеза этих метаматериалов описана в соответствующих патентах [44, 45]. Синтезируемый метаматериал преду""' «_» ____«_» _

ставляет собой прозрачную наносуспензию с равномерной, порядка 1017 с м-3, концентрацией наночастиц серебра со стабилизирующими оболочками, показатель преломления которых совпадает с показателем преломления диэлектрической матрицы. Разработана дешевая, по сравнению с технологией вакуумного напыления, технология пневматического распыления наносуспензии, позволяющая получать различные образцы композитных слоев на различных поверхностях. При этом показатель поглощения является малым (порядка 10-3 —10-4). Значения показателя преломления и поглощения данного метаматериала, практически, не зависят от длины волны, поскольку изолированный резонанс наночастиц серебра находится в УФ-области на длине волны около 300 нм.

1.2. Технология получения композитного материала с квазинулевым показателем преломления

Технология синтеза метаматериала РММА А» [47] основана на физико-химическом способе внедрения в диэлектрическую матрицу (например, из полиметилметакрилата или силикатного стекла) наночастиц серебра, обладающих радиусом 2.5-5 нм, поверхность которых стабилизирована стабилизирующей оболочкой, показатель преломления которой совпадает с показателем преломления диэлектрической матрицы. Весовое содержание серебра в композитном материале составляет 3 — 5 % (рис. 2). Наночастицы серебра могут быть получены разнообразными способами, например, химиче-

ским [37, 38]. Из методов диспергирования наиболее распространены криохимический синтез [69-72], лазерная абляция [39-42, 73, 74] и электроконденсация [43, 75, 76].

Рис, 2, Структура пленки из РММА-.^.

Способ получения нанокомпозиционного покрытия в виде толстой пленки с наночастицами серебра [44, 45] включает в себя несколько стадий технологического процесса. В раствор ацетата натрия, при непрерывном перемешивании на магнитной мешалке, постепенно добавляется 20%-ый водный раствор нитрата серебра. После возникновения ацетата серебра перемешивание останавливается и центрифугированием отделяется осадок, который после промывается. После чего центрифугированием отделяется ацетат от промывной воды, а вода сливается. Промывка повторяется 2 раза. После этого к ацетату серебра приливается расчетное количество смеси бутилацетата, толуола, бутанола и этанола (в соотношении 50:20:10:20) и перемешивается на магнитной мешалке. К полученной смеси приливается эквимольное количество восстановителя и полимера, служащего стабилизатором образующегося наносеребра. При выборе восстановителя и полимера руководились следующими соображениями [47]:

1. В результате протекания реакции восстановителя с ионами серебра в растворе должно образовываться соединение, содержащее функциональную группу, обладающую высоким сродством к поверхности образующихся наночастиц серебра и об-

у""' «_» «_»«_» у""'

ладающее небольшой молекулярной массой, чтобы наряду со стабилизирующим действием, наличие сорбционного слоя на поверхности не оказывало заметного влияния на размер частиц серебра.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Щукарев Игорь Александрович, 2017 год

Литература

1. Словарь нанотехнологических и связанных с нанотехнологи-ямн терминов / Г.Г. Борисенко, И.В. Гольдт, Е.А. Гудилин и др. — М.: «Физматлит >, 2010. — С. 528.

2. Потапов А.Л. Метаматериалы - миф или реальность? "обратный "показатель преломления, часть 1 // Фотоника. — 2017. — Т. 1.- С. 108-125.

3. Ораевский А.Н., Проценко И.Е. Высокий показатель преломления и другие особенности оптических свойств гетерогенных сред // Письма в ЖЭТФ. - 2000. - Т. 72, № 9. - С. 641-646.

4. Ораевский А.Н., Проценко И.Е. Оптические свойства гетерогенных сред // Квантовая Электроника.— 2001.— Т. 31, № 3. - С. 252-256.

5. Займидорога O.A., Самойлов В.Н., Проценко И.Е. Проблема получения высокого показателя преломления и оптические свойства гетерогенных сред / / Физика элементарных частиц и атомного ядра. - 2002. - Т. 33, № 1. - С. 101-157.

6. Сухов C.B. Гетерогенная среда с единичным показателем преломления // Известия Самарского научного центра. — 2004. — Т. 6. - С. 149-154.

7. Сухов C.B. Нанокомпозитный материал с единичным показателем преломления // Квантовая электроника. — 2005. — Т. 35, № 8. - С. 741-744.

8. Optical cloaking with metamaterials / W. Cai, U. Chettiar, A. Kild-ishev, V. Shalaev // Nature Photonics. — 2007. — Vol. 7. — P. 224227.

9. Moiseev S.G. Active maxwell-garnett composite with the unit refractive index // Physica B: Physics of Condensed Matter.— 2010. — Vol. 405. — P. 3042-3045.

10. Моисеев С.Г. Оптические свойства композитной среды Макс-велла-Гарнета с серебряными включениями несферической формы // Известия ВУЗов. Физика, - 2009,- Т. 52, № 11.— С. 7-12.

11. Liberal I., Engheta N. Near-zero refractive index photonics // Nature Photonics. — 2017. — Vol. 11. — P. 149-158.

12. On-chip zero-index metamaterials / Y. Li, S. Kita, P. Munoz et al. // Nature Photonics. — 2015. — Vol. 9. — P. 738-742.

13. Experimental realization of an epsilon-near-zero metamaterial at visible wavelengths / P. Maas, J. Parsons, N. Engheta, A. Polman // Nature Photonics. — 2013. — Vol. 7, no. 11. — P. 907-912.

14. Experimental realization of epsilon-near-zero metamaterial slabs with metal-dielectric multilayers / J. Gao, L. Sun, H. Deng et al. // Appl. Phys. Lett.—2013. —Vol. 103, no. 5.—P. 051111.

15. Realization of an all-dielectric zero-index optical metamaterial / P. Moitra, Y. Yang, Z. Anderson et al. // Nature Photonics. — 2013. —Vol. 7.—P. 791-795.

16. Averbukh B.B. Media with zero refractive index at a preset frequency // Technical Physics Letters. — 2015. — Vol. 41, no. 12. — P. 1192-1194.

17.

методом волнового обтекания // УФН. — 2010. — Т. 180, 5. — С. 475-501.

18. Brown J. Artificial dielectrics having refractive indices less than unity // Proc. IEEE. — 1953. —Vol. 100.—P. 51-62.

19. Silveirinha M., Engheta N. Theory of supercoupling, squeezing wave energy, and field confinement in narrow channels and tight bends using epsilon-near-zero metamaterials // Phys. Rev. B. — 2007.— Vol. 76.—P. 245109.

20. A metamaterial for directive emission / S. Enoch, G. Tayeb, P. Sabouroux et al. // Phys. Rev. Lett.— 2002.— Vol. 89.— P. 245109.

21. Silveirinha M., Engheta N. Tunneling of electromagnetic energy through subwavelength channels and bends using epsilonnear-zero materials // Phys. Rev. Lett. — 2006. — Vol. 97.—P. 157403.

22. Engheta N. Optical nanocircuits inspired by metamaterials // Science. — 2007. — Vol. 317. — P. 1698-1702.

23. Cai W., Shalaev V.M. Optical nanocircuits inspired by metamaterials. — Springer. - New York, 2010.

24. Low-loss impedance-matched optical metamaterials with zerophase delay / S. Yun, Z.H. Jiang, Q. Xu et al. // ACS Nano. — 2012.— Vol. 6. — P. 4475-4482.

25. Cai W. Metal-coated waveguide stretches wavelengths to infinity // Physics. — 2013. — Vol. 6. — P. 1.

26. Experimental verification of n=0 structures for visible light / E.J.R. Vesser, T. Coenen, H. Caglayan et al. // Phys. Rev. Lett. — 2013. —Vol. 110.—P. 013902.

27. Epsilon-near-zero metamaterials and electromagnetic sources: Tailoring the radiation phase pattern / A. Alu, M.G. Silveirinha, A. Sa-landrino, N. Engheta // Phys. Rev. B.— 2007.— Vol. 75, no. 15.—P. 155410.

28. Experimental verification of epsilon-nearzero metamaterial coupling and energy squeezing using a microwave waveguide / B. Edwards, A. Alu, M.E. Young et al. // Phys. Rev. Lett. — 2008. — Vol. 100, no. 3.—P. 033903.

29. Reflectionless sharp bends and corners in waveguides using epsilon-near-zero effects / B. Edwards, A. Alu, M.G. Silveirinha, N. Engheta // J. Appl. Phys. — 2009. — Vol. 105, no. 4. — P. 044905.

30. Nonlinear control of tunneling through an epsilon-near-zero channel / D.A. Powell, A. Alu, B. Edwards et al. // Phys. Rev. B.—

2009. — Vol. 79, no. 5. — P. 245135.

31. Alu A., Engheta N. All optical metamaterial circuit board at the nanoscale // Phys. Rev. Lett. — 2009. — Vol. 103.—P. 143902.

32. Engheta N. Taming light at the nanoscale // Phys. World. —

2010. —Vol. 23. —P. 31-34.

33. Alu A., Engheta N. Light squeezing through arbitrarily shaped plas-monic channels and sharp bends // Phys. Rev. B.— 2008.— Vol. 78, no. 3.—P. 035440.

34. Alu A., Engheta N. Boosting molecular fluorescence with a plas-monic nanolauncher // Phys. Rev. Lett. — 2008. — Vol. 103. — P. 043902.

35. Funneling light through a subwavelength aperture with epsilon-near-zero materials / D.C. Adams, S. Inampudi, T. Ribaudo et al. // Phys. Rev. Lett.—2011. —Vol. 107, no. 13.—P. 133901.

36. Dirac cones induced by accidental degeneracy in photonic crystals and zero-refractive-index materials / X.Q. Huang, Y. Lai, Z.H. Hang et al. // Nature Mater. — 2011. — Vol. 10, no. 8. — P. 582-586.

37.

ва, JI.Г. Коляда, Е.В. Тарасюк, Ю.Ю. Ефимова // Сборник докладов межрегиональной научно-технической конференции "Актуальные проблемы современной науки, техники и образования". - 2012. - С. 199-202.

38. Синтез и свойства наночастиц серебра: достижения и перспективы / Ю.А. Крутяков, А.А. Кудринский, А.Ю. Оленин, Г.В. Лисичкин // Успехи химии,— 2008.— Т. 77, № 3.— С. 242-269.

39. Characterization of optical and nonlinear optical properties of silver nanoparticles prepared by laser ablation in various liquids / R.A. Ganeev, M. Baba, A.I. Ryasnyansky et al. // Opt. Commun. — 2004. — Vol. 240. — P. 437-448.

40. Nanoparticles produced by laser ablation of solids in liquid environment / A.V. Simakin, V.V. Voronov, N.A. Kirichenko,

G.A. Shafeev // AP. l. Phys. A. — 2004.— Vol. 79.— P. 11271132.

41. Formation and size control of silver nanoparticles by laser ablation in aqueous solution / F. Mafune, J.Y. Kohno, Y. Takeda et al. // J. Phys. Chem. B. — 2000. — Vol. 104, no. 39. —P. 9111-9117.

42. Silver nanoparticles prepared by laser ablation and their optical characteristics / T.B. Nguyen, T.L. Do, T.H. Nguyen, T.Q. Le // VNU Journal of Science. Mathematics - Physics.— 2008.— Vol. 24.—P. 1-5.

43. Sakamoto M., Fujistuka M., Majima T. Light as a construction tool of metal nanoparticles: Synthesis and mechanism //J. Photochem. Photobiol. — 2009. — Vol. 10, no. 1. — P. 33-56.

44. Нанокомпозиционное просветляющее покрытие в виде толстой пленки и способ его получения : пат. 2456710 . / Гадом-ский О.Н., Ушаков Н.М., Подвигалкин В.Я. и др.

45. Способ получения просветляющего покрытия : пат. 2554608 . / Катнов В.Е., Гадомский О.Н., Степин С.Н., Катнова P.P.

46. Особенности жидкофазного нанесения полимерных толстопленочных нанокомпозитных покрытий на твердотельные подстилающие поверхности / В.Я. Подвигалкин, П.А. Музалев,

H.М. Ушаков, И.Д. Кособудский // Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. — 2012. — Т. 2. — С. 51-58.

47. Полимерные композиционные материалы на основе полиме-тилметакрилата с наночастицами серебра, синтез и оптические свойства / П.А. Музалев, И.Д. Кособудский, Д.М. Кульбац-кий, Н.М. Ушаков // Материаловедение.— 2011.— Т. 5.— С. 48-51.

48. Наноструктурные композитные слои с квазинулевым показателем преломления / О.Н. Гадомский, С.Н. Степин, В.Е. Кат-нов, Е.Г. Зубков // Журнал Прикладной Спектроскопии,— 2013. - Т. 80, № 5. - С. 738-742.

49. Gadomsky O.N., Altunin K.K. High-negative effective refractive index of silver nanoparticles system in nanocomposite films // Optics Communications. — 2012. — Vol. 285, no. 5. — P. 816-820.

50. Усиленное оптическое пропускание композитных нанострук-турных толстых пленок с квазинулевым показателем преломления (1. Экспериментальные данные) / О.Н. Гадомский, С.Н. Степин, Н.М. Ушаков и др. // Известия ВУЗов, Поволжский регион. - 2012. - № 4. - С. 227-236.

51. Гадомский О.Н., Гадомская И.В., Щукарев И.А. Оптика и Спектроскопия, Обтекание светом плоской границы раздела вакуум-оптическая среда с квазинулевым показателем преломления // Письма в журнал технической физики. — 2016. — Т. 120, № 5,- С. 831-838.

52. Gadomsky O.N., Yakimov G.V., I.A. Shchukarev. Selective excitation of qubits and transfer of quantum information from one qubit to another // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Физико-математические науки. — 2015. — № 3,- С. 112-124.

53. Гадомский О.Н., Щукарев И.А., Перескоков Е.А. Нанокомпо-зитные просветляющие покрытия в виде толстых пленок с квазинулевым показателем преломления для солнечных элемен-

tob // Письма в журнал технической физики. — 2016. — Т. 42, № 16. - С. 79-86.

54. Алтунин К.К. Высокоэффективные просветляющие оптические покрытия из нанокомпозитных материалов с квазинулевыми показателями преломления и поглощения / / Радиоэлектронная техника. — 2013. — № 1. — С. 168-177.

55. Борн М., Вольф Э. Основы оптики, — М.: «Наука», 1970.— С. 719.

56. Гуляев Ю.В., Лагарьков А.Н., Никитов С.А. Метаматериалы: фундаментальные исследования и перспективы / / Вестник Российской Академии Наук. - 2008. - Т. 78, № 5. - С. 443-449.

57. Сверхразрешение и усиление в метаматериалах / А.Н. Лагарьков, А.К. Сарычев, В.Н. Кисель, Г. Тартаковский // УФН.— 2009. - Т. 179. - С. 1018-1027.

58. Виноградов А.П., Дорофеенко A.B., Зухди С. К вопросу об эффективных параметрах метаматериалов // УФН. — 2008. — Т. 178,- С. 511-518.

59. Козлов Г.В. Структура и свойства дисперсно-наполненных полимерных нанокомпозитов // УФН,— 2015.— Т. 185. — С. 35-64.

60. Экспериментальные реализации маскирующих покрытий / A.B. Щелокова, И.В. Мельчакова, А.П. Слобожанюк и др. // УФН. - 2015. - Т. 185. - С. 181-206.

61. Электрические характеристики полимерных композитов, содержащих углеродные нанотрубки / A.B. Елецкий, A.A. Книжник, Б.В. Потапкин, Х.М. Кении // УФН.— 2015.-Т. 185.-С. 225-270.

62. Оптические наноантенны / А.Е. Краснок, И.С. Максимов, А.Н. Денисюк и др. // УФН. - 2013. - Т. 183. - С. 561-589.

63. Прохождение света через композитные материалы, содержащие усиливающие слои / А.В. Дорофеенко, А.А. Зябловский, А.А. Пухов и др. // УФН. - 2012. - Т. 182. - С. 1157-1175.

64. Розенберг Г.В. Оптика тонкослойных покрытий, — М.: «Физ-матгиз », 1958. — С. 572.

65. Кизель В.А. Отражение света. — М.: «Наука », 1973. — С. 352.

66. Гадомский О.Н., Кадочкин А.С. Микроскопическая теория квазикристаллического переходного слоя на поверхности жидких диэлектриков и эффект ближнего поля / / Оптика и Спектроскопия. - 2003. - Т. 94, № 3. - С. 504-512.

67. Gadomsky O.N., Krutitsky K.V. Near-field effect in surface optics // JOSA B. — 1996. —Vol. 13, no. 8.—P. 1679-1690.

68. Гадомский O.H. Проблема двух электронов и нелокальные уравнения электродинамики // УФН. — 2000. — Т. 170, № 11. — С. 1145-1181.

69. Московиц М., Озин Г. Криохимия. Пер с англ. Под ред. Г.Б. Сергеева. - М.: «Мир », 1979. - С. 604.

Moskovits M. Chemistry and Physics of Matrix Isolated Species. — Eds Andrews L., Amsterdam: North Holland., 1989.— P. 430.

71. Klabunde K.J. Chemistry of Free Atoms and Particles.— New York:Academic Press., 1980. — P. 238.

72. Cryochemical synthesis of bimetallic nanoparticles in the sil-ver-lead-methylacrylate system / B.M. Sergeev, G.B. Sergeev, Y.J. Lee et al. // Mendeleev Commun. — 1998. — Vol. 8, no. 1. — P. 1-2.

73. Neddersen J., Chumanov G., Cotton T.M. Laser-ablation of met-als-a new method for preparing sers active colloids // AP. l. Spec-trosc. — 1993. — no. 47. — P. 1959-1964.

74. Новожилов Ю.А., Лунина M.А. Адсорбция жирных кислот и спиртов на высокодисперсном никеле // Журн. Физ. Хим. — 1968.-Т. 42.-С. 2114-2115.

75. Bredig G. Einige anwendungen des elektriscen lichbogens // Z. Elec-trochem. — 1898. — Vol. 4. — P. 514-515.

76. Лунина M.A., Новожилов Ю.А. Электрический конденсационный способ получения органодисперсий металлов / / Колл. Журн. - 1969. - Т. 31. - С. 467-470.

77. Юрков Г.Ю., Кособудский И.Д., Севостьянов В.П. Магнитные свойства композиционных материалов на основе полиэтилена низкого давления и наночастиц железа / / Известия ВУЗов, Химия и химическая технология. — 2000. — Т. 43, JY5 2. — С. 54-56.

78. Высокоэффективные просветляющие наноструктурные оптические покрытия для солнечных элементов / О.Н. Гадомский, К.К. Алтунин, Н.М. Ушаков и др. // ЖТФ,- 2010,- Т. 80, № 7. - С. 83-89.

79. Гадомский О.Н., Алтунин К.К., Зубков Е.Г. Радиационная теория металлического кластера // Известия ВУЗов, Поволжский регион. - 2012. - № 3. - С. 144-152.

80. Киттель Ч. Введение в физику твердого тела. — М.: «Наука », 1978,- С. 791.

81. Voshchinnikov N.V., Videen G., Henning T. Effective medium theories for irregular fluffy structures: aggregation of small particles // Applied Optics. — 2007. — Vol. 46, no. 19. — P. 4065-4072.

82. Розанов H.H. Невидимость: за и против // Природа. — 2008. — № 6,- С. 3-10.

83. Полное внутреннее отражение на границе раздела вакуум-оптическая среда с квазинулевым показателем преломления /

О.Н. Гадомский, И.В. Гадомская, Е.Г. Зубков, A.A. Русин // Письма в ЖЭТФ. - 2013. - Т. 98, № 1. - С. 7-11.

84. Enhancement and focusing of light in nanostructured quasi-zero-refractive- index film /O.N. Gadomsky, S.N. Stepin, N.M. Ushakov et al. // Optics Communications. — 2014. — Vol. 330. — P. 99-105.

85. Гадомский O.H., Гадомская И.В. Незеркальное отражение света на неоднородной границе раздела двух сред и в нанострук-турном слое с близким к нулю показателем преломления / / ЖЭТФ. - 2015. - Т. 147, № 2. - С. 195-207.

86. Near-field effect in composite nanomaterials with a quasi-zero refractive index / O.N. Gadomsky, K.K. Altunin, S.N. Stepin и др. // Optics Communications. — 2014. — T. 315. — C. 286-294.

87. Гадомский O.H., Алтунин K.K., Ушаков H. М. Идеальное оптическое просветление композитных пленок, активированных сферическими наночастицами // Письма в ЖЭТФ. — 2009. — Т. 90, № 4. - С. 273-278.

88. Gadomsky O.N., Shchukarev I.A. Non-fresnel reflection and refraction of light in a layer with a quasi-zero refractive index // Optics Communications. — 2015. — Vol. 348. — P. 38-42.

89. Gadomsky O.N., Ushakov N.M. Optics of media with quasi-zero refractive index. Fundamentals, nanotechnologies and applications. — OmniScriptum GmbHCo.KG, Germany, 2015.

90. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. — М.: «Физ.-мат. лит. », 1982. — С. 621.

91. Bohren C.F., Huffman D.R. Absorption and Scattering of Light by Small Particles. — Wiley, 1998. — P. 541.

92. Kreibig U.and Vollmer M. Optical Properties of Metal Clusters.— Springer, Berlin, 1995. — P. 532.

93. Maxwell Garnett J.C. Colours in metal glasses and in metallic films // Phil. Trans. R. Soc. Lond. A.— 1904.— Vol. 203.— P. 385-420.

94. Resonant light scattering from individual ag nanoparticles and particle pairs / H. Tamaru, H. Kuwata, H.T. Miyazaki, K. Miyano // Appl. Phys. Lett.— 2002. —Vol. 80. —P. 1826-1828.

95. Poppe G.P.M., Wijers C.M.J., Silfhout A. Ir spectroscopy of co physisorbed on nacl(100): Microscopic treatment // Phys. Rev. B. — 1991. — Vol. 44. — P. 7917-7929.

96. Бреховских Л.М. Волны в слоистых средах, — М.: «Наука », 1973,- С. 343.

97. Калитиевский H.H. Волновая оптика.— М.: «Высш. шк. », 1995.-С. 463.

98. Johnson P.B., Christy R.W. Optical constants of the noble metals // Phys. Rev. B. — 1972. — Vol. 6. — P. 4370.

99. Effective medium theories for irregular fluffy structures: aggregation of small particles / F. Toor, H.M. Branz, M.R. Page et al. // Appl. Phys. Lett.—2011. —Vol. 99.—P. 103501.

100. Giant photovoltaic effect / O.N. Gadomsky, K.K. Altunin, N.M. Ushakov, D.M. Kulbackii // JETP Letters.— 2011.— Vol. 93, no. 6.—P. 320-325.

101.

сингулярностей? Новые идеи маскировки // УФН. — 2012. — Т. 182,- С. 337-341.

102. Возианова A.B., Ходзицкий М.К. Маскирующее покрытие на основе спиральных резонаторов // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. — 2012. - Т. 80, № 4. - С. 28-34.

Alekseev G.V. Optimization in problems of material-body cloaking using the wave-flow method // Doklady Physics. — 2013. — Vol. 58.—P. 147-151.

104. Nonlinear control of invisibility cloaking / N.A. Zharova, I.V. Shadrivov, A.A. Zharov, Y.S. Kivshar // Optics Express.— 2012. —Vol. 20. —P. 14954-14959.

105. Pendry J.B., Schurig D., Smith D.R. Controlling electromagnetic fields // Science. — 2006. — Vol. 312. — P. 1780-1782.

106. Metamaterial electromagnetic cloak at microwave frequencies / D. Schurig, J.J. Mock, B.J. Justice et al. // Science.— 2006.— Vol. 314, no. 5801.—P. 977-980.

107. Leonhardt U. Notes on conformal invisibility devices // New J. Phys. — 2006. — Vol. 8. — P. 118.

108. Leonhardt U., Philbin T.G. General relativity in electrical engineering // New J. Phys. — 2006. — Vol. 8. — P. 247.

109. Веселаго В.Г. Электродинамика веществ с одновременно отрицательными значениями £ и ^ // УФН.— 1967.— Т. 92,— С. 517-526.

110. Веселаго В.Г. Электродинамика материалов с отрицательным коэффициентом преломления // УФН,— 2003.— Т. 173. — С. 790-794.

111. Блиох К.Ю., Блиох Ю.П. Что такое левые среды и чем они интересны? // УФН. - 2004. - Т. 174. - С. 439—447.

112. Negative refractive index materials / V. Veselago, L. Braginsky, V. Shklover, Ch. Hafner //J. Comput. Theor. Nanosci. — 2006.— Vol. 3.—P. 189-218.

113. The science of negative index materials / C.M. Soukoulis, J. Zhou, T. Koschny et al. //J. Phys. Condens. Matter. — 2008. — Vol. 20, no. 30.—P. 304217.

114. Maier S.A. Plasmonics: Fundamentals and Applications.— New York: Springer, 2007. — P. 224.

115. Zouhdi S., Sihvola A., Vinogradov A.P. Metamaterials and Plasmonics: Fundamentals, Modelling, Applications.— Dordrecht: Springer, 2009.—P. 305.

116. Силин P.А. Необычные законы преломления и отражения,—

М.: «ФАЗИС », 1999,- С. 80.

117. Белотелов В.И., Звездин А.К. Фотонные кристаллы и другие метаматериалы. — М.: «Бюро Квантум », 2006. — С. 144.

118. Broadband ground-plane cloak / R. Liu, C. Ji, J.J. Mock et al. // Science. — 2009. — Vol. 323. — P. 366-369.

119. Broadband electromagnetic cloaking of long cylindrical objects / S.A. Tretyakov, P. Alitalo, O Luukkonen, C. Simovski // Phys. Rev. Lett.— 2009. —Vol. 103.—P. 103905.