Отзывы оппонентов (Магнитоиндуцированные эффекты в оптическом и нелинейно-оптическом отклике металлических наноструктур)

ОТЗЫВ официального оппонента на диссертационную работу Крутянского Виктора Леонидовича «Магнитоиндуцированные эффекты в оптическом и нелинейнооптичееком отклике металлических наноструктур», представленной на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.21— лазерная физика. Диссертационная работа Крутянского В. Л. посвящена экспериментальному исследованию магнитооптических эффектов в металлических магнитных наноструктурах. Интерес к данной тематике связан с тем, что магнитные наноструктуры являются одним из ключевых элементов в различных перспективных устройствах спинтроники, в том числе и таких, оптическими свойствами которых можно управлять.

Кроме того существует значительный пробел в экспериментальном исследовании механизмов формирования оптического и магнитооптического (в том числе нелинейного) отклика в таких структурах. Перечисленное выше определяет актуальность проведенной автором работы. Научная новизна работы состоит в экспериментальном исследовании механизмов формирования нелинейного магнитооптического отклика в классах структур, ранее не изучавшихся подобными методами. В частности, в работе Крутянского В. Л. впервые рассмотрен магнитоиндуцированный квадратичный нелинейно-оптический отклик наноструктур, в которых возможно возбуждение локальных поверхностных плазмонов и связанное с этим резонансное поведение оптических свойств.

Кроме того, в слоистых магнитных системах и системах с вихревым распределением намагниченности впервые проведено экспериментальное исследование формирования нелинейно-оптического отклика и выделены вклады во вторую оптическую гармонику, связанные именно и неоднородной намагниченностью. Отдельное внимание в работе уделено изучению временных характеристик процессов, определяющих оптический отклик структур. Диссертационная работа Крутянского В.

Л. состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитированной литературы. Первая глава посвящена обзору литературы, в трех последующих главах представлены оригинальные результаты, полученные автором. Во введении отмечены актуальность исследований, научная новизна работы, практическая значимость, приведен личный вклад автора и сформулированы положения, выносимые на защиту.

В первой главе представлен обзор основных работ в отечественной и зарубежной литературе по тематике диссертации, изложено современное состояние науки по вопросам, исследовавшимся в работе. Вторая глава диссертации посвящена оригинальному исследованию спектральных особенностей магнитооптического отклика структуры, состоящей из массива наноцилиндров никеля. Произведенные автором аналитические расчеты показывают возможность существования в оптическом отклике такой структуры резонанса, связанного с возбуждением локальных поверхностных плазмонов. В главе приведены результаты спектроскопии линейного и нелинейно-оптического магнитоиндуцированного отклика, которые свидетельствуют об усиление магнитооптических эффектов, связанных с возбуждением резонанса. В частности, обнаружено усиление магнитного нелинейно-оптического эффекта Керра, характеризуемого величиной магнитного контраста интенсивности второй гармоники, более чем в три раза, связанное с возбуждением локальных поверхностных плазмонов в никелевых наноцилиндрах.

Третья глава посвящена результатам экспериментальных исследований автором генерации второй оптической гармоники (ВГ) в структурах с намагниченностью, существенно неоднородной на масштабах, меньших длины волны оптического излучения. В главе исследуются две различные структуры. Первая структура представляет собой два тонких ферромагнитных слоя с различными значениями коэрцитивностн, разделенных диэлектрическим немагнитном слоем толщиной 2 нм (спин-туннельная структура). В результате изучения зависимостей интенсивности ВГ от внешнего магнитного поля делается вывод о том, что существенный вклад в генерацию второй гармоники дают компоненты нелинейной восприимчивости второй степени по намагниченности. Вторая исследовавшаяся с главе структура представляла собой планарную решетку нанотреугольников кобальта на немагнитной диэлектрической подложке, в которых формировалось контролируемое вихревое распределение намагниченности.

Из совокупности экспериментальных данных был сделан вывод о зависимости величины ВГ от направления вихрей намагниченности в структуре. Т.е. была продемонстрирована чувствительность второй оптической гармоники к распределению намагниченности на субволновом масштабе в отсутствие средней по структуре намагниченности, В четвертой главе изучена динамика оптически наведенной анизотропин в планарном двумерном массиве металлических магнитных наночастиц на диэлектрической подложке и выявлены физические механизмы формирования оптического отклика на временах от 1 пс до единиц наносекунд. Было выделено 4 временных интервала, в каждом из которых предложен механизм, ответственный за наблюдавшийся в эксперименте поворот плоскости поляризации прошедшего через структуру излучения.

На основании анализа полученных экспериментальных результатов был сделан вывод о том, что оптический отклик определяется следующими процессами в структуре: прн времени 1 < 1О пс - возбуждением электронной плазмы в кобальте импульсом накачки; при 20 < г < 400 пс изменением наведенной в структуре анизотропии акустическими возбуждениями отдельных частиц; прн г > 500 пс возбуждением акустических мод, определяемых периодической решеткой частиц в подложке; кроме того, наблюдается сверхбыстрое (1 < 1 пс) размагничивание структуры под действием лазерного импульса накачки с последующим восстановлением намагниченности с характерным временем примерно 200 пс.

В то же время, хотелось бы отметить следующие замечания по диссертации: 1. При анализе генерации второй оптической гармоники в массиве магнитных наностержней во второй главе диссертации автор полагает нелинейно-оптические свойства структуры изотропными в плоскости образца. В то же время в работе отсутствуют результаты измерения анизотропии нелинейного отклика, что важно прн анализе компонент квадратичной восприимчивости. 2. Известно, что такие магнитные материалы, как М и Со являются магнитострикционными. И хотя стрикционный эффект при приложении небольшого по величине магнитного поля обычно для объемных материалов мал, хотелось бы, чтобы автор проанализировал возможность влияния этого эффекта в случае наноструктур М и Со на интенсивность генерации второй гармоники.

Заведующий лабораторией физики м и р д ОФТТ ФИАН, доктор физ.-мат. наук 1Ф,А, Пудонин/ Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физический институт им. П.Н.Лебедева Российской академии наук, 119991, Москва, ГСП-1, Ленинский проспект, д.53, Тел.: +7(499) 132-67-57, Е-ва11: ридоп1п®зс1.1еЬейе~.га Подпись Ф.А. Пудонина удостоверяю: Ученый секретарь Физического института им. П,Н,Лебедев Х к.ф.-м.н. !~рр ~~~.~~.! Однако отмеченные недостатки не влияет на общую положительную оценку диссертационной работы.

Диссертация представляет собой добротную, логически завершенную научно-исследовательскую работу на актуальную тему. По теме диссертации опубликовано 6 работ в ведущих рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ, а полученные результаты неоднократно докладывались на международных и всероссийских научных конференциях. Обоснованность и достоверность результатов, диссертации, обеспечена многократно повторенными экспериментами, проведенных на современном научном оборудовании с использованием современных методов обработки данных Автореферат диссертации правильно и полно отражает ее содержание, включая основные результаты, защищаемые положения, актуальность работы, научную новизну и значимость, цель работы, достоверность и вклад автора. На основании вышеизложенного считаю, что диссертационная работа .

В.Л. Крутянского «Магнитоиндуцированные эффекты в оптическом и нелинейно-оптическом отклике металлических наноструктур» отвечает всем требованиям ВАК РФ, а ее автор, Крутянский Виктор Леонидович, заслуживает присуждения ему ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.21 (лазерная физика), ОТЗЫВ официального оппонента на диссертационную работу Крутянского Виктора Леонидовича «Магнитоиндуцированные эффекты в оптическом и нелинейно-оптическом отклике металлических наноструктур», представленной на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.21 — лазерная физика.

Диссертационная работа Крутянского В.Л. посвящена экспериментальному исследованию магнитоиндуцированных эффектов в линейном и квадратичном оптическом отклике металлических наноструктур. Научная новизна работы связана с исследованием новых типов обьектов: магнитных структур, в которых возможно возбуждение локальных поверхностных плазмонов, а также структур, в которых реализуется неоднородное распределение намагниченности на субмикронных масштабах.