Фотонные материалы на основе 3D-хиральных наноструктур с высокой оптической активностью, сильным круговым дихроизмом и суперхиральностью локальных полей

Проект направлен на моделирование, создание, характеризацию и тестирование функциональных свойств новых оптических материалов на основе наноразмерных 3D-хиральных структур металл-диэлектрик. Фотоника материалов на основе субмикро- и наноструктур является одним из самых динамичных направлений современной оптики с огромным прикладным потенциалом: структурирование металлов и полупроводников регулярным образом на нано-масштабах обеспечивает принципиально новые функциональные оптические свойства, недоступные для традиционных материалов. Созданные и исследованные в рамках проекта наноматериалы не будут иметь мировых аналогов по силе оптической активности, круговому дихроизму и степени суперхиральности локальных световых полей. Проект предусматривает как всесторонний теоретический анализ 3D хиральных наноструктур из общих принципов (симметрии, обратимости, взаимности и причинности), так и численное моделирование путем прямого решения уравнений электродинамики для структур реальной сложной формы. Изготовление наноструктур будет проведено методом травления ионным лучом с использованием самых современных установок электронной микроскопии. Комплексная диагностика материалов будет проводиться методами атомно-силовой микроскопии с целью определения реальной формы нано-размерных элементов, а также методами микроспектрометрии и микроэллипсометрии для характеризации функциональных оптических свойств. Реализация проекта позволит ответить на ряд фундаментальных вопросов: о связи структурной хиральности с оптической, о достижимых значениях оптической активности и кругового дихроизма композитов и о перспективах существенного усиления локальной хиральности световых полей в них. Проекта откроет перспективы создания нового поколения оптических систем и устройств для управления поляризацией световых сигналов, а также позволит совершить качественный скачок в оптической диагностике хиральных органических материалов и нанообъектов, в том числе, биологического происхождения.