ԵՊՀ ֆիզիկայի ինստիտուտի գիտնականների և Սինգապուրի ազգային համալսարանի գործընկերների համատեղ հետազոտությունը հրապարակվել է «Advanced Optical Materials» միջազգային գիտական պարբերականում։ Հետազոտության հեղինակներն ուսումնասիրել են բնական ծագում ունեցող մուսկովիտ հանքանյութի օպտիկական հատկությունները և բացահայտել դրա կիրառման հնարավորությունները գերբարակ նանոֆոտոնային սարքերի ստեղծման գործում։
Գիտնականները պարզել են, որ մուսկովիտն ունի ցածր բեկման ցուցիչ և փոքր օպտիկական կորուստներ՝ ուլտրամանուշակագույնից մինչև մոտ ինֆրակարմիր սպեկտրային տիրույթում։ Այս հատկությունները կարևոր են ամբողջովին Վան դեր-Վաալսյան գերբարակ ֆոտոնային սարքերի ստեղծման համար։
Հետազոտության արդյունքները ներկայացված են «Dielectric Permittivity Tensor of Muscovite for Next Generation All Van Der Waals Broadband Photonic Components» հոդվածում, որի համահեղինակներն են ԵՊՀ ֆիզիկայի ինստիտուտի աշխատակիցներ Մերի Հայրապետյանը, Մաքսիմ Սարգսյանը, Դավիթ Կարախանյանը, Անի Խաչատրյանը, Մարիա Լևոնյանը, Արծրունի Մարգարյանը և Դավիթ Ղազարյանը։
Հետազոտական խումբը որոշել է մուսկովիտի օպտիկական հաստատունները 250–1700 նմ ալիքի երկարությունների տիրույթում։ Սպեկտրոսկոպիկ միկրոէլիպսոմետրիայի միջոցով գիտնականները բնութագրել են մուսկովիտի անիզոտրոպ դիէլեկտրիկ արձագանքը և պարզել, որ ուսումնասիրված սպեկտրային տիրույթում նյութն ունի ցածր բեկման ցուցիչ և աննշան կլանում։
Հետազոտողները նաև ցույց են տվել, որ մուսկովիտն ունի թույլ ներհարթային անիզոտրոպիա, որը կարելի է անտեսել 250 նմ-ից փոքր հաստությամբ բարակ շերտերի դեպքում։ Այս արդյունքները ցույց են տալիս մուսկովիտի՝ որպես ցածր բեկման ցուցիչ ունեցող օպտիկական շերտի կիրառման հնարավորությունները շերտավոր Վան դեր-Վաալսյան նյութերի հիմքով ֆոտոնային բաղադրիչներում։
Մուսկովիտի և MoS₂-ի օպտիկական հատկություններն ու բեկման ցուցիչների համեմատությունը
Հետազոտության հաջորդ փուլում գիտնականները մուսկովիտը համադրել են բարձր բեկման ցուցիչ ունեցող Վան դեր-Վաալսյան մոլիբդենի դիսուլֆիդի (MoS₂) հետ՝ նանոֆոտոնային բաղադրիչներ նախագծելու համար։ Նյութերի բեկման ցուցիչների մեծ հակադրությունը հնարավորություն է տալիս օպտիկական ինտերֆերենցիայի միջոցով արդյունավետ կառավարելու լույսը։
Այս համադրության հիման վրա հետազոտողները նախագծել են ամբողջովին Վան դեր-Վաալսյան բաշխված Բրեգգյան անդրադարձիչներ (DBR) և կարճալիք դիքրոիկ ճառագայթաբաժանիչներ (DSB), որոնք աշխատում են մոտ ինֆրակարմիր (NIR) սպեկտրային տիրույթում։
Հինգ շերտից բաղկացած DBR-ի ընդհանուր հաստությունը 650 նմ է, իսկ 1100 նմ-ից երկար ալիքի երկարությունների տիրույթում դրա միջին անդրադարձումը գերազանցում է 95%-ը։ Կարճալիք DSB-ի հաստությունը 690 նմ է։ Այն ապահովում է 990–1040 նմ սպեկտրային տիրույթում 98% միջին թափանցելիություն՝ միաժամանակ պահպանելով բարձր անդրադարձում 1240–1700 նմ ալիքի երկարությունների տիրույթում։
Ստացված արդյունքները ցույց են տալիս մուսկովիտի և բարձր բեկման ցուցիչ ունեցող Վան դեր-Վաալսյան նյութերի համադրման հնարավորությունները՝ բարակ, արդյունավետ օպտիկական բաղադրիչներ ստեղծելու համար։
Մուսկովիտից և MoS₂-ից կազմված ամբողջովին Վան դեր-Վաալսյան նանոֆոտոնային բաղադրիչների կառուցվածքն ու օպտիկական բնութագրերը
Այնուհետև հետազոտողները ներկայացրել են շերտային կառուցվածքների սխեմատիկ պատկերները, բեկման ցուցիչների պրոֆիլները և բաղադրիչների չափված ու մոդելավորված օպտիկական արձագանքները։
Հետազոտության արդյունքները ցույց են տալիս մուսկովիտի՝ որպես ցածր օպտիկական կորուստներով նյութի կիրառման ներուժը հաջորդ սերնդի ամբողջովին Վան դեր-Վաալսյան նանոֆոտոնային բաղադրիչների ստեղծման գործում։ ԵՊՀ գիտնականների և օտարերկրյա գործընկերների համատեղ աշխատանքը նպաստում է գերբարակ օպտիկական սարքերի նախագծման համար նոր նյութական լուծումների ուսումնասիրմանը։
