Современная электроника №8/2026

СТРАНИЦЫ ИСТОРИИ 40 WWW.CTA.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 8 / 2026 ся локализованным интерфейсным состоянием. Крайне важным оказа- лась сильная асимметрия локализа- ции. В золото поле проникает всего примерно на 20 нм, тогда как харак- терная глубина проникновения в брэгговское зеркало составляет око- ло 1500 нм. Для полубесконечного золота авторы получили энергию TP 0,9572 эВ и добротность около Q = 320, а для 30-нм золотой плён- ки – 0,9527 эВ и Q около 200. Увеличе- ние потерь во втором случае связано с дополнительной утечкой излучения через тонкую металлическую плён- ку. Вблизи границы распределение электрического и магнитного полей имело характер стоячей волны. Кро- ме того, авторы рассчитали зависи- мость энергии TP от волнового векто- ра K вдоль поверхности отдельно для TE- и TM-поляризаций. Обе дисперси- онные кривые, существующие внутри светового конуса и вблизи K = 0, име- ют приблизительно параболическую форму. Именно точка K = 0 означала отсутствие составляющей волнового вектора вдоль поверхности, что соот- ветствовало возможности возбужде- ния при нормальном падении света. У обычного SPP дисперсионная кри- вая находится за световым конусом, поэтому для его возбуждения потре- бовались бы рассмотренные в преды- дущей статье призмы Отто и Кретчма- на или дифракционные решётки. Для плазмонов Тамма такого дополни- тельного согласования импульса не нужно. Его можно возбуждать непо- средственно падающим светом. Более того, обычный SPP на плоской гра- нице металл–диэлектрик существу- ет только для TM-поляризации, тог- да как TP существует как для TM-, так и для TE-поляризации. Эти два отли- чия авторы специально подчёркива- ют уже в аннотации статьи. В заключении статьи приведены рекомендации по экспериментально- му обнаружению TPP. При совпадении энергии падающего света с собствен- ной энергией TP в спектре отражения должен возникать узкий провал. Для структуры с тонкой золотой плёнкой TP должен проявляться также резо- нансный пик пропускания. Таким образом, в этой работе была показана возможность образования локализованного состояния электро- магнитного поля на границе металла и диэлектрического брэгговского зер- кала, которое было названо «Tamm Plasmon». При правильной последова- тельности слоёв DBR такое состояние должно появляться вблизи середины первой фотонной запрещённой зоны. В отличие от обычного поверхностно- го плазмона, оно может существовать как для TE-, так и для TM-поляризации, а его дисперсия должна располагаться внутри светового конуса. Поэтому TP можно непосредственно возбуждать светом без использования призм или дифракционных решёток. Авторы показали также, что суще- ствование TP определяется не про- сто наличием металла и DBR, но и конкретной конструкцией границы между ними. При изменении толщи- ны первого слоя брэгговского зеркала энергия TP перемещается через фотон- ную запрещённую зону. Если же DBR начинается с четвертьволнового слоя с меньшим показателем преломления, TP в первой запрещённой зоне для рас- смотренной структуры вообще исче- зает. Поэтому частотой и самим суще- ствованием этой интерфейсной моды можно управлять с помощью геоме- трии многослойной структуры. Следующий и фактически решаю- щий шаг был сделан уже через год после теоретической работы Кали- теевского и соавторов. В 2008 году М.Е. Сасин, Р.П. Сейсян, М.А. Калите- евский и их коллеги опубликовали в Applied Physics Letters работу, в кото- рой сообщили о первом экспери- ментальном наблюдении плазмон- поляритонов Тамма (Tamm Plasmon Polaritons – TPP) [17]. Напомним, что теория 2007 года предсказывала возможность непо- средственного оптического возбуж- дения TPP, в том числе при нормаль- ном падении света на структуру. Именно это предсказание авторы работы 2008 года решили проверить экспериментально. Для этого была изготовлена вполне реальная полу- проводниковая структура: диэлектри- ческое брэгговское зеркало на осно- ве чередующихся слоёв GaAs и AlAs, на поверхность которого наносилась тонкая плёнка золота. Исследовались образцы с толщиной золотой плёнки 30 нм и 50 нм. Таким образом, была непосредственно реализована пред- ложенная годом раньше структура, а искомый TPP должен был существо- вать вблизи границы между брэггов- ским зеркалом и золотом (рис. 10). Физический смысл такого состо- яния достаточно прост. Со стороны золота свет удерживается благодаря высокой отражательной способности металла, а со стороны многослойно- го GaAs/AlAs-зеркала – благодаря брэг- говскому отражению. При определён- ной частоте фазы волн, отражённых от металла и брэгговского зеркала, согласуются. Возникает собственная электромагнитная мода, поле кото- рой максимально в области границы металл–брэгговское зеркало и быстро уменьшается при удалении от неё в обе стороны. Это и есть плазмон-поля- ритон Тамма. Чтобы обнаружить эту моду, авторы измеряли спектры отражения и про- пускания структуры как при комнат- ной температуре 300К, так и при тем- пературе жидкого азота 77К. После нанесения золота внутри спектраль- ной области высокой отражатель- ной способности брэгговского зеркала появлялась отчётливая резонансная особенность: в спектре отражения – узкий провал, а в спектре пропуска- ния – соответствующий резонансный максимум. Расчётные спектры хоро- шо совпадали с экспериментальны- ми (рис. 11). Именно этот резонанс авторы свя- зали с возбуждением TPP. Неболь- шой сдвиг положения резонанса при охлаждении объяснялся изменением показателей преломления материалов брэгговского зеркала и, следовательно, изменением условия фазового согла- сования TPP. Особенно важным было исследова- ние зависимости положения резонан- Рис. 10. Схема экспериментальной структуры для наблюдения плазмон- поляритона Тамма. TPP локализован вблизи границы золотой плёнки Au и диэлектрического брэгговского зеркала (DBR) и может возбуждаться непосредственно падающим светом