Комбинированный диэлектрический и плазмонный резонанс для гигантского усиления рамановского рассеяния света

Разработаны комбинированные диэлектрические и металлические резонаторы, предназначенные для получения колоссального усиления сигнала неупругого рассеяния света, и исследованы их свойства. Показано, что их коэффициент усиления достигает рекордных значений $2\cdot 10^{8}$. Диэлектрические резонаторы изготавливались на подложках Si/SiO$_{2}$. В них c помощью электронной литографии и плазменного травления создавались периодические структуры (диэлектрические квадратные столбики высотой $10$–$200$ нм) с планарным размером $a$ (и периодом $2a$), который изменялся в интервале от $50$ до $1500$ нм. Для создания комбинированного диэлектрического и металлического резонатора на изготовленную периодическую диэлектрическую структуру методом термического напыления наносился наноструктурированный слой серебра. Установлено, что при фиксированной высоте диэлектрических столбиков наблюдаются яркие осцилляции коэффициента усиления рамановского сигнала в зависимости от периода (и планарного размера) столбиков. Показано, что обнаруженные осцилляции усиления рамановского сигнала определяются модами диэлектрического резонатора и задаются соотношением между длиной волны накачивающего лазера и планарным размером диэлектрического столбика.