Tunable magneto-photonic response of nickel nanostructures

Torrado, J. F.; González-Díaz, J. B.; Armelles, G.; García‐Martín, Antonio; Altube, A.; López‐García, Martín; Galisteo‐López, Juan F.; Blanco, Alberto; López, Cefe

doi:10.1063/1.3660587

Cited by 23 publications

(14 citation statements)

References 23 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Much smaller values of a control magnetic field are feasible if the plasmonic crystal includes magnetic materials, which is referred to as magneto-plasmonic crystal (MPC). Such an MPC provides outstanding magneto-optical properties as evidenced by significant enhancements of the Faraday and transverse Kerr effects192021222324252627282930. The mostly pronounced enhancement of the magneto-optical effects was found for MPCs containing a perforated noble metal stacked on a magnetic dielectric film27282930.…”

mentioning

confidence: 97%

Plasmon-mediated magneto-optical transparency

et al. 2013

View full text Add to dashboard Cite

Magnetic field control of light is among the most intriguing methods for modulation of light intensity and polarization on sub-nanosecond timescales. The implementation in nanostructured hybrid materials provides a remarkable increase of magneto-optical effects. However, so far only the enhancement of already known effects has been demonstrated in such materials. Here we postulate a novel magneto-optical phenomenon that originates solely from suitably designed nanostructured metal-dielectric material, the so-called magneto-plasmonic crystal. In this material, an incident light excites coupled plasmonic oscillations and a waveguide mode. An in-plane magnetic field allows excitation of an orthogonally polarized waveguide mode that modifies optical spectrum of the magneto-plasmonic crystal and increases its transparency. The experimentally achieved light intensity modulation reaches 24%. As the effect can potentially exceed 100%, it may have great importance for applied nanophotonics. Further, the effect allows manipulating and exciting waveguide modes by a magnetic field and light of proper polarization.

show abstract

mentioning

confidence: 97%

Plasmon-mediated magneto-optical transparency

et al. 2013

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…7,8 Furthermore, the magneto-optical activity of Ni-based nano-patterns can be enhanced by the presence of surface plasmon polaritons (SPPs). [9][10][11][12][13] The magnetic field can provide the means for control of SPPs, as it has been predicted for noble metals, 14 and explored experimentally in hybrid structures. 2,5,6 Early studies on this effect were targeted towards semiconductor-based SPPs (Ref.…”

mentioning

confidence: 99%

Influence of the magnetic field on the plasmonic properties of transparent Ni anti-dot arrays

et al. 2012

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Extraordinary optical transmission is observed due to the excitation of surface plasmon polaritons in 2-dimensional hexagonal anti-dot patterns of pure Ni thin films, grown on sapphire substrates. A strong enhancement of the polar Kerr rotation is recorded at the surface plasmon related transmission maximum. Angular resolved reflectivity measurements under an applied field reveal an enhancement and a shift of the normalized reflectivity difference upon reversal of the magnetic saturation (transverse magneto-optical Kerr effect-TMOKE). The change of the TMOKE signal clearly shows the magnetic field modulation of the dispersion relation of SPPs launched in a 2D patterned ferromagnetic Ni film. Magneto-plasmonics offer unique possibilities to manipulate light by the use of external magnetic fields. [1][2][3][4] The prevailing choice of materials for fabrication of magnetoplasmonic structures has been combined structures of noble and magnetic metals/dielectrics, such as Au and Co/Iron garnet. 1,5,6 The basic idea behind this choice is the combination of the large plasmon activity of noble metals with the magnetic functionality provided by the additional materials. Another reason for the use of noble metals is the excellent resistance to oxidation, which is required to obtain durable patterned thin films. Ni is an interesting candidate in this context as it forms a thin and self-passivating oxide layer (approximately 1 nm). 7,8 Furthermore, the magneto-optical activity of Ni-based nano-patterns can be enhanced by the presence of surface plasmon polaritons (SPPs). [9][10][11][12][13] The magnetic field can provide the means for control of SPPs, as it has been predicted for noble metals, 14 and explored experimentally in hybrid structures. 2,5,6 Early studies on this effect were targeted towards semiconductor-based SPPs (Ref. 15) but not in metallic systems, where high magnetic fields are required. 16 In pure magnetic materials, the need for high fields is not present as the magneto-optical effects are sufficiently strong.In this Letter, we discuss the influence of an external magnetic field on the SPPs for the case of a pure magnetic metal, such as Ni, patterned in two-dimensions (2D) on a transparent substrate. We examine to what extent the ferromagnetic Ni can be used as a host material for SPPs. We show that the magnetic field induces a modulation of the dispersion of SPPs excitation in Ni.A Ni anti-dot sample was prepared on a double side polished Al 2 O 3 ½11 20 substrate. The patterning was accomplished by the use of self-organization of colloidal polystyrene beads as shadow masks. 9 A 30 nm thick Ni film was deposited on the masked sapphire substrate, using electron-beam evaporation. A snapshot of the procedure is illustrated in Fig. 1, where both the shadow mask and the resulting holes are clearly seen. This process resulted in a well defined Ni layer, decorated by holes of a diameter d ¼ 300 nm, spaced on an hexagonal lattice of periodicity of a ¼ 450 nm. The ratio of the radius to pitch size was determined t...

show abstract

Section: Introductionunclassified

“…Периодичность пор определяется размером сфе-рических частиц, а латеральный размер пор зависит от степени заполнения пустот слоя сферических ча-стиц. Двумерные ИОПС проявляют необычные плазмон-ные [14][15][16][17][18][19][20], магнонные [21,22], магниторезистив-ные [23-25] и другие свойства.При заполнении пустот нескольких слоев сфериче-ских частиц (коллоидного кристалла) получаются трех-мерные (3М) ИОПС, наследующие не только физиче-ские свойства материала внедрения, но и характеризую-щиеся пространственной анизотропией проявления этих свойств. При этом последняя обусловлена выделенными кристаллографическими осями типа {111}, вдоль кото-рых соединяются и последовательно чередуются тетра-эдры и октаэдры [9,26,27] …”

unclassified

Исследование Квазидвумерных И Квазитрехмерных Упорядоченных Пористых Структур Методами Малоугловой Дифракции В Скользящей Геометрии

Дубицкий¹,

Григорьева²,

Мистонов³

et al. 2017

Физика Твердого Тела

View full text Add to dashboard Cite

Метод малоуглового рассеяния синхротронного излучения в скользящей геометрии (GISAXS) впервые применен для исследования структуры приповерхностных слоев тонких металлических инвертированных опалов. На основании численной модели процесса рассеяния выделены вклады форм-фактора и структурного фактора в картину малоугловой дифракции. Взаимодополняющее использование SAXS-и GISAXS-методик позволило получить независимую информацию об объемных и поверхностных свойствах образцов, опреде-лить тип дефектов исследуемых структур. Результаты измерений были верифицированы с помощью атомно-силовой микроскопии. ВведениеВ последнее время активно исследуются метамате-риалы, физические свойства которых в значительной степени определяются искусственно созданной перио-дической структурой составляющих их элементов [1,2]. Важным направлением исследований является изуче-ние двумерных метаматериалов -метаповерхностей. В то же время быстрое развитие методов синтеза делает возможным создание трехмерно-упорядоченных наноструктур [3-7] -так называемых кластерных ре-шеток. В частности, большой интерес представляют инвертированные опалоподобные структуры (ИОПС), состоящие из кластеров субмикронных размеров ок-таэдрической и тетраэдрической формы, соединенных друг с другом вершинами и образующих гранецентри-рованную кубическую (ГЦК) решетку. Такие структуры получают заполнением пустот между монодисперсными сферическими частицами полистирола или оксида крем-ния диаметром D от 150 nm до 2.5 µm, образующими искусственные опалы (коллоидные кристаллы) [8][9][10]. Известно несколько способов заполнения пустот -золь-гель метод [11], полимеризация [12], ионное рас-пыление, импульсное лазерное напыление, электрохи-мическое осаждение [13], но только последний из них позволяет контролировать толщину (число монослоев) инвертированных опалов.При осаждении материала-заполнителя на один слой гексагонально-упакованных сферических частиц можно получить двумерные (2М) ИОПС, которые после уда-ления сфер представляют собой разновидность пле-ночных структур с упорядоченными порами (antidot arrays). Периодичность пор определяется размером сфе-рических частиц, а латеральный размер пор зависит от степени заполнения пустот слоя сферических ча-стиц. Двумерные ИОПС проявляют необычные плазмон-ные [14][15][16][17][18][19][20], магнонные [21,22], магниторезистив-ные [23-25] и другие свойства.При заполнении пустот нескольких слоев сфериче-ских частиц (коллоидного кристалла) получаются трех-мерные (3М) ИОПС, наследующие не только физиче-ские свойства материала внедрения, но и характеризую-щиеся пространственной анизотропией проявления этих свойств. При этом последняя обусловлена выделенными кристаллографическими осями типа {111}, вдоль кото-рых соединяются и последовательно чередуются тетра-эдры и октаэдры [9,26,27]

show abstract

Tunable magneto-photonic response of nickel nanostructures

Cited by 23 publications

References 23 publications

Plasmon-mediated magneto-optical transparency

Plasmon-mediated magneto-optical transparency

Influence of the magnetic field on the plasmonic properties of transparent Ni anti-dot arrays

Исследование Квазидвумерных И Квазитрехмерных Упорядоченных Пористых Структур Методами Малоугловой Дифракции В Скользящей Геометрии

Contact Info

Product

Resources

About