Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Фотонные кристаллы (премия в области наноматериалов)

Ключевые слова:  реферат, фотонные кристаллы

Автор(ы):  Вера Владимировна Абрамова

05 марта 2007

Работа - победитель конкурса 2006 г. на соискание премии в области химии твердого тела и наноматериалов им. чл.-корр РАН Н.Н.Олейникова

Полный текст работы и более подробная информация о конкурсе доступна на сайте ФНМ

Фотонные кристаллы на основе электрохромного оксида вольфрама (VI)

Вера Владимировна Абрамова, 3 курс ФНМ МГУ

Научный руководитель: асп. ФНМ МГУ А.С. Синицкий

В последнее время все большее внимание исследователей привлекают оптические материалы с искусственными периодическими структурами субмикронного масштаба – фотонные кристаллы. Пространственная модуляция коэффициента преломления обуславливает запрет на распространение в объеме материала излучения с длиной волны, сопоставимой с периодом структуры фотонного кристалла вследствие брэгговской дифракции. Указанное явление приводит к появлению в фотонном энергетическом спектре материала т.н. фотонных запрещенных зон, в результате чего фотонные кристаллы часто рассматриваются в качестве оптических аналогов электронных полупроводников. Наличие фотонной запрещенной зоны обуславливает эффект локализации света, что позволяет осуществлять контроль спонтанного излучения внутри фотонного кристалла и открывает путь к созданию низкопороговых лазерных излучателей для видимого и ближнего инфракрасного диапазонов. Кроме того, использование фотонных кристаллов при конструировании телекоммуникационных систем может привести к снижению коэффициента затухания оптических волокон и созданию сверхбыстрых полностью оптических переключателей потоков информации, не имеющие мировых аналогов. Для получения необходимых фотонно-кристаллических свойств, весьма перспективными считаются синтетические опалы и материалы на их основе. Это обусловлено как отсутствием фундаментальных ограничений на размеры образцов, так и возможностью контролируемого изменения их оптических свойств. С точки зрения материаловедения, опаловые матрицы представляют собой материалы, образованные сферическими частицами, упакованными в виде плотнейшей шаровой упаковки. Важно отметить, что для создания реальных устройств на основе фотонных кристаллов особый интерес представляют опалы, в которых уникальныеоптические характеристики совмещены с другими полезными свойствами (люминесцентными, магнитными, электрическими и др.). В этой связи опаловые матрицы привлекают внимание возможностью их легкой химической модификации с целью создания новых функциональных материалов. Целью настоящей работы был синтез и изучение многофункциональных фотонных кристаллов. Основным объектом исследования были материалы на основе электрохромного оксида вольфрама (IV), хотя в работе также рассмотрена возможность получения фотонных кристаллов на основе других веществ. Работа состояла из нескольких этапов. Сначала были получены покрытия на основе гидратированного мезопористого оксида вольфрама с различным содержанием воды и различной пористостью поверхности, исследованы их электрохромные свойства и подобран оптимальный метод синтеза покрытий – из водно-спиртового коллоидного раствора WO3 с последующим отжигом в течение 3 ч при 450 оС (эффективность окрашивания – 24,3 см2/Кл). Затем были созданы фотонные кристаллы TiO2 (анатаз), на которых была отработана методика синтеза инвертированных опалов. Были исследованы оптические свойства фотонных кристаллов TiO2 – показано наличие фотонной запрещенной зоны, соответствующей дифракции на семействе плоскостей (111), в широком диапазоне углов. Из полученных зависимостей было рассчитано значение коэффициента преломления вещества, образующего фотонный кристалл, совпавшее с литературными данными для анатаза. Наконец, были синтезированы инвертированные фотонные кристаллы WO3, исследованы их оптические свойства (фотонная запрещенная зона (111)), показана возможность характеристики качества структуры при помощи лазерной дифракции, рассмотрено электрохромное переключение – смещение положения фотонной запрещенной зоны при интеркаляции – деинтеркаляции протонов при приложении напряжения.

 

 
Средний балл: 10.0 (голосов 1)

 


Комментарии
Почитать ещё можно здесь:
Фотонный кристалл на Википедии

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Красота материалов
Красота материалов

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 × 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.