Բաբայան, Արամ Երվանդի

Մաթեմատիկա

Այս գիտական աշխատանքը նվիրված է մետաղական և կիսահաղորդչային կոնաձև կառուցվածքներում մակերևութային պլազմոն-պոլարիտոնների գերսուր կենտրոնացման՝ գերբարձր ֆոկուսավորման երևույթի տեսական և հնարավոր կիրառական ուսումնասիրությանը։ Մակերևութային պլազմոն-պոլարիտոնները էլեկտրամագնիսական ալիքների և նյութի ազատ էլեկտրոնների համատեղ տատանումներից առաջացող մակերևութային ալիքներ են, որոնք կարող են տարածվել, օրինակ, մետաղ-դիէլեկտրիկ սահմանագծի երկայնքով և ապահովել լույսի էներգիայի խիստ տեղայնացում։ Աշխատանքի կենտրոնական խնդիրն է պարզել, թե ինչպես կարելի է կոնաձև երկրաչափության և նյութի էլեկտրամագնիսական հատկությունների օգտագործմամբ այդ ալիքների էներգիան կենտրոնացնել չափազանց փոքր տարածական տիրույթում։ Կոնաձև կառուցվածքները առանձնահատուկ հետաքրքրություն են ներկայացնում այն պատճառով, որ դրանց լայնական չափերը աստիճանաբար փոքրանում են, ինչի հետևանքով պլազմոնային ալիքի տարածման պայմանները փոխվում են կառուցվածքի երկայնքով և կարող են հանգեցնել էլեկտրամագնիսական դաշտի ուժեղացման ու էներգիայի կենտրոնացման։ Ուսումնասիրության ընթացքում կարևոր դեր ունեն պլազմոնների դիսպերսիոն հատկությունները, էլեկտրամագնիսական դաշտերի տարածական բաշխումը, նյութի դիէլեկտրական բնութագրերը, ալիքի երկարությունը, կոնաձև կառուցվածքի երկրաչափական պարամետրերը և կորուստների ազդեցությունը։ Մետաղական և կիսահաղորդչային միջավայրերի համեմատությունը հնարավորություն է տալիս բացահայտել, թե նյութի էլեկտրոնային կառուցվածքն ու օպտիկական հատկություններն ինչպես են ազդում մակերևութային պլազմոն-պոլարիտոնների տարածման և կենտրոնացման գործընթացների վրա։ Հատուկ ուշադրություն է դարձվում այն պայմանների որոշմանը, որոնց դեպքում հնարավոր է հասնել դաշտի առավելագույն տեղայնացման՝ միաժամանակ հաշվի առնելով նյութում կլանումը և էներգիայի կորուստները։ Աշխատանքի տեսական մոտեցումները կարող են հիմնվել Մաքսվելի հավասարումների, սահմանային պայմանների, պլազմոնային դիսպերսիայի և կոնաձև համակարգերում էլեկտրամագնիսական դաշտերի մաթեմատիկական նկարագրության վրա։ Նման ուսումնասիրությունները կարևոր են նանոմաշտաբային օպտիկայի և նանոֆոտոնիկայի համար, քանի որ ուժեղ տեղայնացված էլեկտրամագնիսական դաշտերը կարող են օգտագործվել նյութի հետ լույսի փոխազդեցությունը մեծացնելու, սպեկտրոսկոպիկ ազդանշանների ուժեղացման, նանոմաշտաբային սենսորների, օպտիկական փոխազդեցությունների և բարձր զգայունությամբ չափումների մշակման մեջ։ Գերսուր ֆոկուսավորման գաղափարը հատկապես կարևոր է այնպիսի համակարգերի համար, որտեղ անհրաժեշտ է կառավարել լույսի էներգիան նանոմետրական մասշտաբներում՝ հաղթահարելով սովորական օպտիկական ֆոկուսավորման սահմանափակումները։ Աշխատանքը կարող է հետաքրքրել պլազմոնիկայով, նանոֆոտոնիկայով, օպտիկայով, նյութագիտությամբ և կիրառական էլեկտրադինամիկայով զբաղվող մասնագետներին, ինչպես նաև համապատասխան ոլորտների հետազոտողներին և ուսանողներին։ Ընդհանուր առմամբ, հետազոտությունը ուսումնասիրում է կոնաձև մետաղական և կիսահաղորդչային համակարգերի միջոցով մակերևութային պլազմոն-պոլարիտոնների տարածական ուժեղ տեղայնացման հնարավորությունները՝ միավորելով ֆունդամենտալ էլեկտրադինամիկան և նանոֆոտոնիկայի կիրառական խնդիրները։