Отзыв ведущей организации (Электромагнитный отклик метаплёнок)

УТВКРЖДАЮ Зам. директора ФГБУН «Институт общей а РАН»„ В.Г. Михалевич 2015 г. ОТЗЫВ ведущей организации — Федерального государственного бюджетного учреждения науки «Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук» на диссертацию Терехова Юрия Евгеньевича «Электромагнитный отклик метапленок», представленную на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.03 — радиофизика Диссертационная работа Терехова Ю.Е. посвящена исследованию электромагнитных свойств метаматериалов их двумерных реализаций — метапленок.

В последнее десятилетие такие композитные структуры вызывают повышенный интерес у исследователей. Они интригуют возможностью искусственного создания в них наборов электромагнитных свойств, не встречающиеся у обычных природных материалов. Большим достоинством является возможность задания рабочего частного диапазона и вида желаемого электромагнитного отклика.

Современные технологии в полной мере позволяют обеспечить нужные геометрические и материальные параметры составляющих метаматериал элементов — резонаторов. Тема диссертационной работы Терехова Ю. Е., безусловно, является актуальной. Текст диссертационной работы построен по классическому плану. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и списка литературы.

Первая глава содержит литературный обзор теоретических и экспериментальных работ, посвященных изучению электромагнитных свойств различных метаматериалов и метапленок. Во второй главе представлена разработанная Тереховым Ю,Е. методика определения матрицы дипольной поляризуемости отдельной частицы по результатам численного моделирования рассеяния на ней электромагнитных волн, падающих с различных направлений.

Созданные диссертантом алгоритмы и программы применены для исследования влияния изменения геометрических параметров П-образных резонаторов на спектры их дипольной поляризуемости в оптическом диапазоне. Третья глава посвящена теоретическому исследованию электромагнитных свойств одиночных П-образных металлических и сферических металлодиэлектрических резонаторов прн масштабировании их размеров от нанометров до сантиметров с учетом дисперсии материальных параметров составляющих материалов. В четвертой главе представлена методика расчета амплитудных коэффициентов прохождения и отражения метапленки, исходя из данных о матрице дипольной поляризуемости единичного резонатора произвольной формы н примеры ее использования.

Пятая глава содержит результаты экспериментального исследования влияния неидентичности резонаторов, составляющих метаплднку, на ее электромагнитный отклик. Представлена модифицированная методика расчета коэффициентов отражения и прохождения, позволяющая учесть неидентичность резонаторов и получить расчетные спектры, которые хорошо согласуются с экспериментальными. В шестой главе изложены результаты экспериментального исследования метапленок, рабочие частоты которых лежат в терагерцовом диапазоне, методами импульсной Фурье-спектроскопии. Изучено влияние изменения геометрических параметров П-образных резонаторов на электромагнитные спектры метапленок. В отличие от многих исследований, ведущихся в области метаматериалов, диссертационная работа Терехова Ю.Е.

выгодно отличается систематичностью. В качестве исходного пункта для построения модели электромагнитного отклика метаматериалов взято исследование поляризуемостн отдельных частиц„причем расчет поляризуемости металлических частиц проведен в частотном диапазоне, который охватывает фактически всю значимую область дисперсии — от сантиметровых волн до видимого диапазона, где лежат частоты плазмонных ленгмюровских резонансов. Далее, исходя из поляризуемости отдельных частиц, рассчитаны характеристики двумерных структур — метаплйнок. При этом в качестве характеристик метапленок последовательно применяются амплитудные коэффициенты прохождения и отражения. Часто используемые в других работах по метаматериалам эффективные диэлектрические и магнитные проницаемости являются для таких систем заведомо неадекватными.

Достоинством диссертационной работы является взвешенное сочетание в ней теоретических и экспериментальных методов исследования. Научная новизна и практическая значимость полученных автором результатов не вызывают сомнений, Так„автором впервые получена полная матрица дипольной поляризуемости металлического П-образного резонатора, проведено обобщение методики расчета коэффициентов прохождения и отражения метаплйнки по полной матрице дипольной поляризуемости отдельных резонаторов на случай резонаторов произвольной формы и показано, что эта методика позволяет рассчитывать коэффициенты прохождения и отражения метапленки в случае, когда имеет место статистический разброс размеров, составляющих ее резонаторов.

Все основные результаты диссертационной работы являются новыми и оригинальными. Большое внимание в работе уделено обоснованию достоверности полученных результатов. Так, помимо применения современных и обоснованных методов численного моделирования, автором широко используется сравнение полученных данных с данными схожих работ других исследователей, для проверки полученных экспериментальных зависимостей используется подход, основанный на соотношениях Крамерса-Кронига. Проведена тщательная проверка на непротиворечивость теоретических и экспериментальных результатов работы. Это убеждает в том, что результаты диссертации Терехова Ю.Е. являются достоверными.

Вместе с тем, можно сделать ряд замечаний: 1. Методики, развитые в диссертации позволяют определить электродинамические характеристики метапленок, если заданы геометрические параметры ее структуры и материальные параметры составляющих резонаторов. Однако, для практического применения актуальна обратная задача. Очень желательно дать оценку того, насколько результаты, полученные в диссертации, полезны для ее решения. 2. Основными объектами моделирования в диссертации являются П-образные и сферические резонаторы.

Подробно исследовано поведение спектров поляризуемости для таких резонаторов различных размеров. Желательным было бы обсуждение вопроса о том, в какой мере полученные результаты применимы для резонаторов другой формы. 3, В работе утверждается, что предлагаемая модель расчета характеристик метапленки может использоваться для любых углов падения падающей электромагнитной волны.

Представляется сомнительным, однако, что модель остается корректной в случае скользящего падения, в частности, при возбуждении поверхностных волн. Вопрос остается актуальным для обсуждения. Отзыв составил Заведующий отделом субмиллиметровой спектроскопии г"" ИОФ РАН, доктор физ.-мат. наук, профессор А.А. Волков Отзыв заслушан и утвержден на заседании Ученого Совета ОСС ИОФ РАН. Протокол №76 от 18 марта 2015 года. Ученый секретарь ИОФ РАН, доктор физ.-мат. наук С.Н. Андреев Приведенные замечания содержат пожелания для дальнейших исследований. Они не снижают уровня работы и не ставят под сомнение полученные результаты и выводы.

В целом„диссертационная работа обладает четкой структурой, хорошо оформлена и написана грамотным языком. Результаты исследований соответствуют поставленным задачам. Основные результаты диссертации опубликованы в 14 научных публикациях, включая 4 статьи в рецензируемых научных изданиях из перечня ВАК, прошли апробацию на российских и международных конференциях. Автореферат диссертация правильно и полноценно отражает содержимое диссертации.

Тематика диссертационной работы Терехова Ю.Е. «Электромагнитный отклик метапленок» соответствует специальности 01.04.03 — радиофизика. Таким образом, диссертационная работа Терехова Ю.Е. является законченным исследованием, содержащим ряд новых научных результатов и вносящим вклад в радиофизику. Диссертация соответствует требованиям, предъявляемым к диссертациям на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук, согласно постановлению Правительства РФ от 24 сентября 2013 г. №842 «О порядке присуждения ученьгх степеней», а ее автор Терехов Ю.Е., несомненно, заслуживает присуждения ему ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.03— радиофизика.

.