Coupling mechanisms in metamaterials

• Applicant: Professorin Dr. Ekaterina Shamonina
• Subject Area: Theoretical Condensed Matter Physics
• Term: from 2010 to 2017
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 168865242

Unsere Untersuchungen von mikroskopischen Eigenschaften von Metamaterialien zeigten, dass diese maßgeblich durch Wechselwirkungen zwischen einzelnen Bausteinen bestimmt werden. Diese Wechselwirkungen führen zu langsamen Wellen der Kopplung, welche sich, aufgrund ihrer kurzen Wellenlängen, zum Einsatz beim Manipulieren des elektromagnetischen Nahfeldes eignen.Das Ziel des Forschungsvorhabens ist es nun, in Fortsetzung unserer Forschungsaktivitäten, ein verallgemeinertes Modell für die makroskopische Beschreibung von Metamaterialien zu entwickeln, welche verschiedene Kopplungsmechanismen mitberücksichtigt, und dieses in einer engen Zusammenarbeit mit Experimentatoren zu verifizieren, um durch tieferes physikalisches Verständnis zur Entwicklung neuer Anwendungen zu gelangen. Dabei sollen Strukturen im breiten Frequenzbereich, von MHz bis einigen hunderten von THz, untersucht werden. Im Mittelpunkt sollen folgende, sich aus unseren Vorarbeiten ergebende, Probleme stehen: Aufklärung von Mechanismen der Wechselwirkung für eine Vielfalt von Bausteinen, insbesondere für nanostrukturierte Teilchen; Entwicklung einer analytischen Beschreibung mit Einbeziehen von Eigenschaften einzelner Elemente; Erforschung von langsamen Wellen der Wechselwirkung, insbesondere von evaneszenten Wellen und Oberflächenwellen, in Form von sowohl Eigenmoden als auch von hybriden polaritonischen Moden, sowie Herstellung eines Zusammenhangs zwischen mikroskopischen Kopplungsmechanismen und makroskopischen Materialparametern.

• DFG Programme: Research Grants
• International Connection: United Kingdom