Изследване на фотонни кристали с помощта на атомно-силова микроскопия

Програма CC по проблемите на NBICS

Покана за семинар NOR-MEPhI

Има ли нанонаука?

Дизайн на "наука" и "учен"

Как се купуват книги от професор Кричевского.

помощта

Тънките филми, включително филми от фотонни кристали, са пример за двумерни нанообекти, когато размерът на пробата в една посока се намира в нанометровия диапазон, докато в другите два те остават големи. В общия случай фотонен кристал е материал, чиято структура се характеризира със строго периодична промяна в показателя на пречупване на средата - в едно, две или три измерения (съответно 1D-, 2D-, 3D-фотонни структури) . Периодичността на структурата определя основното свойство на фотонните кристали: бидейки прозрачни за широк спектър на електромагнитното излъчване, те не пропускат светлина с дължина на вълната, сравнима с периода на структурата на фотонен кристал поради дифракцията на Браг. Съответните спектрални диапазони се наричат ​​"фотонни честотни ленти".

Както се очаква, практическото използване на фотонните кристали трябва да доведе до създаването на лазери с нисък праг на генериране, светодиоди с ефективност до 50% (в сравнение със съществуващите 2-4%), светлинни вълноводи от нов тип, оптични превключватели и филтри с перспектива за създаване на цифрови изчислителни устройства, базирани на фотонни елементи.

Вече са предложени голям брой методи за синтез на фотонни кристали. Независимо от това, почти всеки от тези методи се основава на един от двата принципно различни подхода: използването на самоорганизация на колоидни субмикронни частици или нанолитография.

Нанолитографията дава възможност да се синтезира напълно без дефекти фотонен кристал и, което е много ценно, с почти всяка структура (например с диамантена структура). Но за синтеза на проба с големи линейни размери са необходими огромни времеви, технологични, софтуерни и парични разходи.

Методите за самоорганизация на колоидни частици (обикновено частици от силициев диоксид или полистирол) са много по-прости от гледна точка на хардуерния дизайн (и следователно много по-евтини), нямат ограничения върху линейните размери на произведените проби и следователно се считат за много обещаващи. В допълнение, микросферите, синтезирани на основата на полистирол, имат доста тясно разпределение на размера (относителното стандартно отклонение не надвишава 5%), което е много важно за получаване на кристали с перфектна структура.