ИСТИНА

Одним из наиболее технологичных подходов к изготовлению дифракционных оптических элементов с субмикронным периодом является самосборка коллоидных микрочастиц. Но в литературе практически нет публикаций по изготовлению из КМ структур с большим периодом, значительно превышающим длины волн видимого света, которые могли бы использоваться в качестве дифракционных решеток. Тем не менее, мы нашли подход, который позволяет получать дифракционные решетки, рассчитанные на работу в видимой и инфракрасной части спектра световых волн, путем осаждения коллоидных микрочастиц SiO2 на вертикальную подложку. Данный подход основан на прерывистом движении мениска коллоидного раствора в процессе осаждения. Для получения коллоидных микрочастиц SiO2 с узким распределением по диаметру (стандартное отклонение менее 5%) сначала путем гидролиза тетроэтоксисилана в спирто–водном растворе в присутствии гидроксида аммония в качестве катализатора (метод Штобера) были синтезированы зародыши диаметром 30-40 нм. Далее производили их многоступенчатое доращивание. В зависимости от времени доращивания итоговый диаметр микрочастиц варьировался в пределах от 230 до 300 нм. Для получения периодических структур нами были подобраны специальные режимы вертикального осаждения коллоидных микрочастиц, которые заключались в выборе достаточно низких их концентраций (в пределах от 0.2 до 0.8 г/л), определенных температур и скоростей осаждения. В итоге были изготовлены периодические структуры (дифракционные решетки) с периодом порядка 150-200 мкм, состоящие из повторяющихся полос осажденных микрочастиц. Было установлено, что период структур растет с ростом температуры осаждения, а также обнаружено наличие критической температуры (около 30 °C), ниже которой периодические структуры не формируются. Изготовленные структуры обладали ярко выраженной дифракцией лазерного луча. Серьезным недостатком периодических структур, получаемых методом осаждения коллоидных микрочастиц, является их слабое сцепление с подложкой. Для преодоления этого недостатка была начата работа по модификации структур путем сильнодозовой имплантации ионов металла. Была проведена имплантация ионами Ag+ некоторых структур на установке ИЛУ-3 в Казанском физико-техническом институте при плотности тока ионного пучка до 8 мкА/см2. После имплантации многослойные участки структур были удалены с помощью ультразвука. Изучение модифицированных имплантацией структур проводится методами оптической микроскопии, сканирующей электронной микроскопии и лазерной дифракции.