Формирование фотонно-кристаллических пленок SiO2 с регулируемым количеством слоев методами управляемой самоорганизации

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Фотонно-кристаллические сверхрешетки на основе сферических микрочастиц диоксида кремния обладают уникальными структурными, механическими, химическими и оптическими свойствами. Благодаря экономичной, основанной на самоорганизации технологии их формирования и широкому спектру возможных применений в микро- и наноэлектронике, фотонике и лазерной технике они являются одним из наиболее перспективных материалов наноинженерии. Для перехода к практическому использованию разработок в этой области необходимо научиться получать структуры с управляемыми параметрами. Поэтому цель данной работы заключалась в разработке научных и технических решений, позволяющих реализовывать управляемую самоорганизацию сферических частиц в пленочную структуру с регулируемым количеством слоев.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. В. Панфилова

Московский государственный технический университет имени Н.Э.Баумана (национальный исследовательский университет)

Email: panfilova.e.v@bmstu.ru
ORCID iD: 0000-0001-7944-2765

к.т.н., доц.

Россия, Москва

В. А. Дюбанов

Московский государственный технический университет имени Н.Э.Баумана (национальный исследовательский университет)

Email: panfilova.e.v@bmstu.ru
ORCID iD: 0009-0007-8569-3270

асп.

Россия, Москва

А. Р. Ибрагимов

Московский государственный технический университет имени Н.Э.Баумана (национальный исследовательский университет)

Email: panfilova.e.v@bmstu.ru

асс.

Россия, Москва

О. М. Ибрагимова

Московский государственный технический университет имени Н.Э.Баумана (национальный исследовательский университет)

Email: panfilova.e.v@bmstu.ru
ORCID iD: 0000-0002-7267-8254

асс.

Россия, Москва

Д. Ю. Шрамко

Московский государственный технический университет имени Н.Э.Баумана (национальный исследовательский университет)

Автор, ответственный за переписку.
Email: panfilova.e.v@bmstu.ru
ORCID iD: 0000-0002-0824-6772

асс.

Россия, Москва

Хоа Ван Као

Московский государственный технический университет имени Н.Э.Баумана (национальный исследовательский университет)

Email: panfilova.e.v@bmstu.ru
ORCID iD: 0009-0009-0694-6124

асп.

Россия, Москва

И. И. Юрасова

Московский государственный технический университет имени Н.Э.Баумана (национальный исследовательский университет)

Email: panfilova.e.v@bmstu.ru
ORCID iD: 0000-0002-0479-9441

к.х.н., доц.

Россия, Москва

А. Н. Двинянинов

Московский государственный технический университет имени Н.Э.Баумана (национальный исследовательский университет)

Email: panfilova.e.v@bmstu.ru
ORCID iD: 0009-0006-1938-6566

студ.

Россия, Москва

Список литературы

  1. Bagdasarian A. et al. Technology of synthesis of opal matrix metamaterials. Advanced Materials Research. 2015. Vol. 1084. PP. 58–60.
  2. Белянин А.Ф. и др. Получение материалов с управляемыми магнитными и электрическими характеристиками как 3D-решеток нанокластеров мультиферроиков (титанатов и манганитов переходных элементов) на основе опаловых матриц. Прикладная физика и математика. 2018. № 1. С. 22–39.
  3. Panfilova E.V. et al. Laboratory complex for obtaining colloidal photonic-crystal structures. Part 1. NANOINDUSTRY. 2024. Т. 17. No. 3–4. С. 190–199. https://doi.org/10.22184/1993-8578.2024.17.3-4.190.198
  4. Panfilova E.V. et al. Laboratory complex for obtaining colloidal photic-crystal structures. Part 2. NANOINDUSTRY. 2024. Т. 17. No. 5. С. 268–275. https://doi.org/10.22184/1993-8578.2024.17.5.268.275
  5. Narayanan S. et al. Thin photonic crystal templates for enhancing the SERS signal: a case study using very low concentrations of dye molecules. Physica Scripta. 2024. Vol. 99. No. 3. P. 035512.
  6. Chen H. et al. Advances in photonic crystal research for structural color. Advanced Materials Technologies. 2025. Vol. 10. No. 4. P. 2400865.
  7. Li K.H., Choi H.W. InGaN light-emitting diodes with indium-tin-oxide photonic crystal current-spreading layer. Journal of Applied Physics. 2011. Vol. 110. No. 5. P. 3631797
  8. Lotito V., Zambelli T. Self-assembly and nanosphere lithography for large-area plasmonic patterns on graphene. Journal of colloid and interface science. 2015. Vol. 447. PP. 202–210.
  9. William M.J. et al. Field emitters using inverse opal structures. Advanced functional materials. 2019. Vol. 29. P. 8.
  10. Chen K.Y. et al. Simple and Inexpensive Fabrication of Zero Mode Waveguides for High Concentration Single Molecule Microscopy. Journal of visualized experiments. 2020. No. 159. P. 61154.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис.1. Синтез частиц диоксида кремния: а – зависимости диаметров и полидисперсности частиц от концентраций аммиака; b – зависимость диаметров частиц от продолжительности процесса

Скачать (122KB)
3. Рис.2. СЭМ-изображения пленок диоксида кремния, полученных методом центрифугирования: влияние скорости вращения n и продолжительности осаждения t на толщину пленки для диаметра микросфер 240 нм: а – t = 6 мин, n = 2500 об/мин; b – t = 3 мин, n = 2500 об/мин; c – t = 2 мин, n = 2000 об/мин

Скачать (178KB)
4. Рис.3. СЭМ-изображение пленок диоксида кремния, полученных методом электрофореза из микросфер диаметром 240 нм: a – скол образца; b – сплошная пленка на площади 0,033 мм2

Скачать (227KB)
5. Рис.4. СЭМ-изображения пленок диоксида кремния, полученных методом электрофореза: влияние pH и температуры Т раствора и потенциала U на количество слоев микросфер диаметром 240 нм: а – pH = 9,3, T = 22 оС, U = 4 В; b – pH = 9,0, T = 40 оС, U = 10 В; c – pH = 8,7, T = 24 оС, U = 10 В

Скачать (423KB)
6. Рис.5. СЭМ-изображения пленок диоксида кремния, полученных методом вертикального вытягивания: а – вид сверху; b, c – сколы образцов: влияние скорости перемещения подложки v на количество слоев микросфер диаметром 240 нм: b – v = 0,5 мм/мин; c – v = 0,4 мм/мин

Скачать (245KB)

© Панфилова Е.В., Дюбанов В.А., Ибрагимов А.Р., Ибрагимова О.М., Шрамко Д.Ю., Као Х.В., Юрасова И.И., Двинянинов А.Н., 2025