Получение опалоподобных структур электрохимическими методами

• Автор: Саполетова, Нина Александровна
• Шифр специальности: 02.00.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 159 с. : ил.

Возможные применения таких волокон весьма разнообразны от преобразования длины световой волны, создания устройств оптической обработки сигналов и транспортировки мощного светового излучения до конвертации лазерного излучения в излучение с широкой полосой спектра, т. С трехмерными фотонными кристаллами связывают совершенно новые практические применения, например, создание на их основе оптических запоминающих и логических устройств. Однако такие материалы по сравнению с одномерными и двумерными фотонными кристаллами все еще далеки от коммерциализации, что в первую очередь связано с дефектностью их структуры и отсутствием налаженной технологии их получения. Реализовать пространственную периодичность модуляции диэлектрической проницаемости в среде можно различными способами. Вопервых, требуемая структура может быть получена с использованием литографических технологий, представляющих собой многостадийный процесс, включающий изготовление маски и последующую модификацию внешнего слоя структурируемого материала. Разрешение данного метода зависит от типа используемого излучения. Фотолитография позволяет создавать упорядоченные структуры с разрешением вплоть до 0 нм, используя способность некоторых материалов полимеры и т. При использовании электронных и ионных пучков в методах электроннолучевой и ионнолучевой литографии разрешение удается увеличить до нм. Литографические методы наиболее успешно применяются для получения структур малой толщины. Синтез трехмерных фотонных кристаллов таким способом возможен лишь при послойном формировании структуры, что в свою очередь связано с рядом технологических трудностей. Вторым способом получения фотонных кристаллов является голография. В основе этого метода лежит интерференция двух или более когерентных волн, которая создает периодическое распределение интенсивности электрического поля и позволяет производить модификацию материала в нужных точках пространства , . С помощью голографических технологий могут быть получены как двумерные, так и трехмерные ФК рис. А . Достоинством литографических и голографических методов получения фотонных кристаллов является высокое качество формируемой структуры, однако для их реализации требуется дорогостоящее оборудование. Получение единичных образцов такими способами оказывается экономически не целесообразно, в связи с чем, данные методы зачастую оказываются неудобными при синтезе фотонных кристатлов в лабораторных условиях. Кроме того, круг материалов, из которых могут быть изготовлены ФК вышеописанными методами, весьма ограничен включает лишь светочувствительные вещества. Рис. Фотонные кристаллы, полученные А лазерной голофафией, Б самосборкой. Другая фуппа методов получения фотонных кристаллов основана на использовании так называемых самоорганизующихся структур рис. Б . Примером могут служить коллоидные кристаллы или синтетические опалы , , обычно состоящие из сферических частиц полистирола, полиметилметакрилата или оксида кремния. Следует отметить возможность получения инвертированных опалов, в которых отражающее вещество заполняет пустоты плотнейшей шаровой упаковки ПШУ. В этом случае исходная матрица, состоящая из микросфер, обычно удаляется для получения максимального оптического контраста, который определяет ширину фотонных запрещенных зон. Неоспоримыми достоинствами данного способа являются простота метода и возможность получения коллоидных кристаллов и инвертированных структур на их основе из практически любого вещества. Коллоидные кристаллы, состоящие из сферических частиц, удобно рассматривать в терминах плотнейших шаровых упаковок, составленных из гексагональных плотноупакованных слоев, каждый из которых может занимать одну из трех неравнозначных позиций Л, В или С. В зависимости от последовательности чередования слоев коллоидный кристалл обладает той или иной структурой рис. Трехслойная шаровая упаковка АВСАВС. АСВАСВ. ГЦК решетке, двухслойная АВАВАВ. ГПУ решетке, а при произвольном чередовании слоев АВСВАС. СГПУ. Рис. ГПУ слева и ГЦК справа решетки. ГЦК упаковки . АВАСВАСА. СГПУ.