Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рис.1. Метод синтеза 3D фотонного кристалла. a. Схематическое представление процесса травления, используя RIE. b. Параметры структуры, используемые в последствие в расчётах. с. Рассчёт ширины 3D фотонной запрещённой зоны в зависимости от угла травления. d. Ширина 3D фотонной запрещённой зоны в зависимости от указанных параметров структуры.

Рис.2. Рассчитанные распределения объёмного заряда и потенциала внутри ионного «пятна» при RIE-травление, а также направление движения ионов (направление травления). a. Обычное RIE- травление. b. Наклонённая ориентация образца. с. RIE-травление с использованием металлической «маски».
Рис.3. Полученный 3D фотонный кристалл и его оптические свойства. a,b. Вид сверху и сбоку на образц после первого этапа травления. с. Вид сверху на образец после второго этапа травления. d. Спектры пропускания (чёрная линия) и отражения (красная линия) для полученного образца. e. Результаты расчёта (для сравнения с d), сверху – фотонная запрещённая зона. f. Спектр пропускания для различных углов, характеризующий образец, как полноценный 3D фотонный кристалл.
Рис.4. Контроль спонтанного излучения с помощью полученного 3D фотонного кристалла. a. SEM-изображения сверху и сбоку единичного квантового колодца InGaAsP (толщина слоя 30 нм) нанесённого на полученный в работе фотонный кристалл. b. Спектр фотолюминесценции для эмиттера на основе указанного выше квантового колодца на поверхности фотонного кристалла (красная линия) и на поверхности образца сравнения (чёрная линия). с. Аналогичные спектры фотолюминесценции для образца в виде сэндвичевой структуры («тушение»).).

3D фотонные кристаллы: легко и просто

Ключевые слова:  оптика, реактивное ионное травление, спонтанное излучение, фотонный кристалл

Опубликовал(а):  Смирнов Евгений Алексеевич

07 сентября 2009

Фотонные кристаллы известны уже достаточно давно, однако простых и высокоэффективных методов их синтеза до недавнего времени предложено не было. Одним из наиболее популярных методов создания фотонных кристаллов является самосборка на поверхности подложки плотноупакованных слоёв микросфер, что в ряде случаев неизбежно приводит к формированию дефектов.

В недавно опубликованной японскими учёными статье был предложен простой метод синтеза трёхмерных фотонных кристаллов, который заключается в реактивном ионном травлении (RIE) кремниевой подложки в двух взаимно перпендикулярных направлениях (рис.1). Аналогичный процесс травления используется при производстве CMOS схем и MEMS. В процессе травления пучок ионов должен быть направлен по нормали к поверхности, что создаёт ряд экспериментальных трудностей, однако учёные использовали специальную металлическую маску, чтобы направить поток ионов под углом к поверхности (рис.2). Высокое качество полученных фотонных кристаллов подтверждается данными сканирующей электронной микроскопии, а также спектрометрических методов исследования (рис.3). Далее были проведены эксперименты по контролю спонтанного излучения с помощью синтезированных фотонных кристаллов (рис.4).

Авторы надеются, что данная технология станет наиболее популярной для получения трёхмерных фотонных кристаллов в самом ближайшем будущем, в связи со всё возрастающей потребностью в данного рода материалах.




Комментарии
Лихо

Могут быть только проблемы с точностью позиционирования маски и вибрацией всей конструкции во время работы.
Ух ты, оригинальный репортаж Нанометра!

Красивая и старательная работа!

Могут быть только проблемы с точностью позиционирования маски и вибрацией всей конструкции во время работы.

Такие проблемы могут решаться посредством дорогостоящего оборудования и тщательной японской скурпулезности.

А вот проблема того, что слои в глубине будут отличаться от верхних (не в лучшую сторону, как можно, например, различить на рисунке 2б), думается, более сложна!
Смирнов Евгений Алексеевич, 12 сентября 2009 01:25 
я думаю, что 3D фотонный кристалл размером с дом не делать, а на том уровне, на котором они создали его - вполне прилично...

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

 

Миллион алых роз
Миллион алых роз

Наносистемы: физика, химия, математика (2024, Т. 15, № 2)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume15/15-2
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Наносистемы: физика, химия, математика (2024, Т. 15, № 1)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume15/15-1
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Наносистемы: физика, химия, математика (2023, Т. 14, № 5)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume14/14-5
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2024 году
коллектив авторов
29 – 31 мая пройдут защиты магистерских квалификационных работ выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2023 году
коллектив авторов
30 мая - 01 июня пройдут защиты магистерских квалификационных работ выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Эра технопредпринимательства

В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.



 
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.