introduction.tex

\chapter{Введение}

С каждым годом развитие технологических возможностей человечества позволяет производить искусственные структуры с характерными размерами всё меньших порядков. В настоящее время реальностью является управление формой и размерами материалов на наномасштабах, что позволяет создавать композитные материалы с заданными оптическими свойствами. Это обуславливает необходимость исследования параметров и области применения подобных наноматериалов. Особо интересным классом наноматериалов являются структуры с оптическим магнетизмом, то есть обладающие резонансом с ненулевым магнитным дипольным моментом на оптических частотах, что невозможно в обычных веществах, встречающихся в природе в естественном виде~--- так называемые метаматериалы с оптическим магнетизмом. Известна возможность возбуждения магнитного дипольного резонанса как для металлических метаматериалов, так и для чисто диэлектрических наноструктур.

При кажущейся простоте металлических решений они обладают существенным недостатком в виде больших омических потерь. Исследование нелинейно-оптических свойств требует высокой интенсивности излучения, порой достигающей порога оптической прочности материалов, что делает подобные решения неприменимыми. Неметаллические наноструктуры выгодно выделяются отсутствием подобного недостатка, однако пока что слабо изучены. 

Принципиальный интерес для задач нанофотоники представляют диэлектрические наноструктуры в интегральном исполнении, являющиеся ключевым элементом для создания полностью оптических логических схем. Явление оптического магнетизма в подобных наноматериалах к настоящему моменту не было исследовано, что определяет новизну работы.

В данной дипломной работе численно определены оптимальные параметры для возбуждения магнитного резонанса в одиночном кремниевом нанодиске, связанном с диэлектрическим волноводом, и последовательно оптимизирована конфигурация системы до 20 нанодисков для потенциального создания оптического переключателя.