Современная электроника №8/2026

СТРАНИЦЫ ИСТОРИИ 39 WWW.CTA.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 8 / 2026 нормальном падении на структуру без призмы Кретчмана или дифракцион- ной решётки, необходимых для согла- сования импульса при возбуждении обычных SPP. Есть ещё одно принципиальное отличие. Обычный SPP на плоской гра- нице металл–диэлектрик существует только для TM-поляризации. Рассма- триваемые авторами интерфейсные состояния могли существовать как для TM-, так и для TE-поляризации. Их дис- персия в плоскости структуры име- ла приблизительно параболический характер, причём эффективные массы для TE- и TM-мод несколько различа- лись и составляли величину порядка 10 –5 массы свободного электрона. Авторы обратили внимание и на ещё одну важную особенность: для появления такого состояния суще- ственен порядок слоёв в брэгговском зеркале, то есть важно, какой именно диэлектрический слой непосредствен- но примыкает к металлу. Иными сло- вами, недостаточно просто соединить металлическую плёнку с любым DBR: условия на самой границе металл– фотонный кристалл должны обеспе- чивать существование локализован- ной моды. Как отмечают авторы, сама идея таких электромагнитных состояний ранее уже обсуждалась на междуна- родном научном семинаре. В опубли- кованной в феврале 2007 года работе они перешли к рассмотрению практи- чески реализуемой структуры, а имен- но границы металла и диэлектриче- ского брэгговского зеркала. Эта работа стала важным промежу- точным шагом от оптических уров- ней Тамма к таммовским состояни- ям на границе металл–брэгговское зеркало. В октябре 2007 года эта идея получила развитие в статье между- народного авторского коллектива: М. Калитеевский, С. Бранд, А. Абрам, Р.Дж.М. Чемберлен (Даремский уни- верситет, Великобритания); И. Иорш (ФТИ имени Иоффе, Санкт-Петербург, Россия); А.В. Кавокин (Саутгемптон- ский университет, Великобритания); И.А. Шелых (Санкт-Петербургский государственный политехнический университет, Россия) [16]. В этой работе, объединившей идеи оптических состояний Тамма и поверхностных плазмон-полярито- нов, была теоретически обоснована возможность формирования плазмон- поляритонных состояний на границе между металлом и диэлектрическим зеркалом Брэгга. Важно то, что подоб- ные образования могут иметь нулевой волновой вектор в плоскости и могут возбуждаться прямым оптическим излучением. По аналогии с электрон- ными состояниями на поверхности кристалла, предложенными Таммом, эти возбуждения были названы плаз- монами Тамма. Таким образом, данная работа завершала и обобщала теорети- ческую часть темы, начатой в рассмо- тренных выше работах [15–17]. В заголовке этой работы впер- вые появляется ставший впослед- ствии общепринятым термин «Tamm Plasmon-Polaritons – TPP». В самой статье авторы часто используют более короткое обозначение «Tamm Plasmon – TP». Впоследствии для того, чтобы подчеркнуть гибридную природу этой моды, общепринятым названием этих мод стало «Tamm Plasmon – Polaritons TPP» (таммовские плазмон-поляритоны – ТПП). Физическая идея TPP объясняет- ся следующим. В области на границе между металлом и DBR электромаг- нитное поле затухает в металле благо- даря отрицательной диэлектрической проницаемости металла, а со стороны DBR распространению света препят- ствует фотонная запрещённая зона. Таким образом, с двух сторон от гра- ницы действуют разные физические механизмы. При этом результат ока- зывается одинаковым: электромагнит- ное поле удерживается вблизи интер- фейса. По аналогии с электронными поверхностными состояниями Тамма и ранее рассмотренными фотонными состояниями Тамма авторы назвали такое состояние «Tamm Plasmon». Алгоритм математического опи- сания такой системы рассматривал многослойную структуру, состоящую из металла и брэгговского зеркала с чередующимися диэлектрическими слоями. Для анализа использовался хорошо известный для многослойных оптических структур метод матриц переноса. Однако основной физиче- ский смысл расчёта можно понять и без громоздкой математики. На рис. 9 показана условная схема возникновения таммовского плазмон- поляритона (TPP) на границе металла и диэлектрического брэгговского зер- кала (DBR). Результаты расчётов, проведённых в этой работе, показали, что принци- пиально важным оказывается порядок слоёв DBR. В рассмотренной авторами структуре непосредственно к металлу должен примыкать слой с более высо- ким показателем преломления. Для конкретного расчёта авторы выбрали золото и четвертьволно- вое брэгговское зеркало из 14 пар слоёв GaAs/AlAs с брэгговской энер- гией около 1 эВ. Простая аналитиче- ская оценка дала энергию TP около 0,95 эВ, после чего характеристики структуры были рассчитаны числен- но методом матриц переноса. Выпол- ненные расчёты показали, что элек- тромагнитное поле сосредоточено около границы металла (Au) и DBR (GaAs/AlAs), уменьшаясь при удале- нии от неё. Это явилось наглядным подтверждением того, что рассчи- танная мода действительно являет- Рис. 8. Дисперсия в плоскости структуры и положение гибридных таммовских мод относительно светового конуса Рис. 9. Условие возникновения таммовского плазмон-поляритона (TPP) на границе металла и диэлектрического брэгговского зеркала (DBR). Красная кривая схематически показывает локализованное электромагнитное поле, максимальное вблизи границы и затухающее в обе стороны Металл DBR