Магнитная проницаемость — это мера напряжённости магнитного поля, возникающего в веществе под действием магнитной индукции. Большинство оптических материалов имеет проницаемость, близкую к единице. Но для ряда приложений нужен более широкий диапазон этого параметра. Отрицательная проницамость, к примеру, может использоваться в устройствах, делающих предметы невидимыми, или для создания так называемых суперлинз.

Арсений Кузнецов вместе с коллегами из сингапурского Агентства по науке, технологиям и исследованиям (A*STAR) смогли добиться изменяемой настройки магнитных параметров оптических материалов при помощи наночастиц кремния. Для их изготовления ученые обстреляли лазером кремниевую подложку, отделив от неё сферы диаметром в 100–200 нм.

Под электронным микроскопом полученные наносферы рассеивали свет, давая цвета от фиолетового до красного. В теоретическом анализе г-н Кузнецов отмечает, что этот оптический эффект обусловлен тем, что входящий свет генерирует на наносферах круговое электрическое поле или ток смещения. А электрическое поле в свою очередь порождает колеблющееся магнитное поле внутри наносферы — так называемый магнитный диполь.

«Мы экспериментально показали, что кремниевые наночастицы могут иметь сильный электрический и магнитный дипольный резонанс в видимом спектре, — поясняет г-н Кузнецов. Преимущество нашего подхода в том, что он свободен от потерь энергии, поскольку все его режимы не связаны с реальным потоком электронов».

При этом свойства магнитного диполя на основе наносферы зависели от размера последней — при разных размерах они давали разные цвета. Сейчас группа г-на Кузнецова занимается разработкой более эффективных технологий контроля размера таких наносфер, что позволит избирательно настраивать их оптические свойства. В случае успеха этот метод может сыграть значительную роль в создании электроники, работающей на оптической элементной базе.