Tuneable magneto-optical metamaterials based on photonic resonances in nickel nanorod arrays
Tuneable magneto-optical metamaterials based on photonic resonances in nickel nanorod arrays
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基于镍纳米棒阵列中光子共振的可调谐磁光超材料
DOI：
10.1088/2053-1591/1/1/015801
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发表时间：
2014
影响因子：
2.3
通讯作者：
Toal B
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Toal B
我们研究了一种由嵌入阳极氧化铝模板中的镍纳米棒阵列组成的纳米结构超材料的磁光性质。这种棒采用自组装自底向上的技术生长，在大面积上形成均匀的准六边形阵列，速度快，成本低。通过改变纳米棒的尺寸：直径、长度、杆间间距以及模板的整体厚度，研究了材料磁光响应的可调性。结果表明，该系统作为亚波长光阱，具有增强的磁光特性，发生在与超材料的光子共振相对应的反射率最小值处。镍棒尺寸在几十纳米量级的变化会引起270 nm可见磁光响应峰的光谱蓝移。在较低波长处也观察到等离子体增强，随着镍夹杂物直径的增大和体积分数的增加，等离子体增强逐渐减弱。这种类型的结构在高密度磁光数据存储（每平方英寸高达10 11-12棒），超快磁等离子体开关和电信光学元件中具有潜在的应用。
We investigate the magneto-optical properties of a nanostructured metamaterial comprised of arrays of nickel nanorods embedded in an anodized aluminum oxide template. The rods are grown using a self-assembly bottom-up technique that provides a uniform, quasi-hexagonal array over a large area, quickly and at low cost. The tuneability of the magneto-optic response of the material is investigated by varying the nanorod dimensions: diameter, length and inter-rod spacing as well as the overall thickness of the template. It is demonstrated that the system acts as a sub-wavelength light trap with enhanced magneto-optical properties occurring at reflectivity minima corresponding to photonic resonances of the metamaterial. Changes in dimensions of the nickel rods on the order of tens of nanometers cause a spectral blue-shift in the peak magneto-optical response of 270 nm in the visible range. A plasmonic enhancement is also observed at lower wavelengths, which becomes increasingly damped with larger diameters and increased volume fraction of nickel inclusions. This type of structure has potential applications in high density magneto-optical data storage (up to 10 11–12 rods per square inch), ultrafast magneto-plasmonic switching and optical components for telecommunications.
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