ИСТИНА

Развитие методик нанолитографи позволяет на сегодняшний момент создавать наноструктуры на поверхности с субмикронным разрешением. Данное наноструктурирование поверхности может приводить к появлению различных функциональных свойств, несвойственных исходному материалу самой поверхности. Так, например, создание периодических наноструктур с периодичностью порядка длинны волны оптического диапазона позволяет управлять спектром отражения и поглощения оптического излучения. К категории данных структур относятся двумерные фотонные и плазмонные кристаллы. Создавая данные наноструктуры на поверхности можно управлять поглощением света в заданном диапазоне длинн волн, что является актуальной задачей для увелечения эффективности солнечных батарей и солнечных коллекторов. С другой стороны, данное наноструктурирование поверхности приводит к изменению поверхностной энергии взаимодействия с жидкостями что известно как эффект Лотоса. Периодически наноструктурированная поверхность с высоким аспектным соотношением высоты рельефа и его периода может приводить к наблюдению супергидрофобного эффекта (эффекта полного несмачивания при взаимодействии поверхности с водой) или супергидрофильного эффекта. Причиной возникновения данного явления является уменьшение поверхностной энергии капли воды на такой поверхности. Для того, чтобы этот эффект был устойчивым характерный размер неоднородностей должен быть менее нескольких сотен нанометров, что по латеральным масштабам наноструктурирования совпадает с фотонными и плазмонными наноструктурами. Одной из целей данного проекта является исследование возможности совмещения свойств гидрофобности и супергидрофобности с заданными оптическими свойствами. На сегодняшний момент это является новой и нерешенной задачей. Второй группой часто исследуемых и применяемых покрытий являются просветляющие покрытия в широком спектральном диапазоне на основе градиентно меняющегося показателя преломления в поверхностном слое. Данный эффект может достигаться путем использования слоев с градиентно меняющейся пористостью, что например, реализовано для структур на основе пористого кремния (технологии создания "черного кремния"). Второй целью и идеей данного проекта является исследование возможности создания наноструктур на основе пористого кремния обладающих одновременно как поглощением оптического излучения видимого диапазона так и гидрофобными, супергидрофильными или супергидрофобными свойствами. Однако, проблема с которой приходится сталкиваться при комбинировании этих эффектов заключается в том, что необходимо использовать методики литографии для создания наноструктур с периодичностью менее 250 нм с целью избежания возникновения дифракционных порядков искажающих оптический спектр отражения и поглощения. Проект направлен на решение фундаментальной проблемы создания функциональных наноструктур одновременно с измененными оптическими свойствами и свойствами смачивания поверхности.

В результате работы планируется получение двух классов наноструктур. 1. Металло-диэлектрические наноструктуры обладающие поглощением в узкой спектральной области за счет резонансного поглащения оптического излучения фотонными и плазмонными наноструктурами, и при этом, обладающими увеличенными гидрофобнымии или гидрофильными свойствами. Данные наноструктуры будут иметь латеральный период наноструктурирования от 400 нм до 1000 нм и резонансным поглощением оптического излучения в диапазоне длинн волн от 400 до 1000 нм. Высота профиля данных наноструктур будет варьироваться в диапазоне от 50 мн до 1000 нм и будет изучено влияние высоты рельефа на функциональные свойства данных наноструктур. 2. Наноструктуры на основе градиентного слоя пористого кремния обладающие поглощением оптического излучения в широком спектральном диапазоне от 400 до 1200 нм и обладающие супергидрофобными или супергидрофильными свойствами. Данные наноструктуры будут иметь латеральный период наноструктурирования менее 300 нм. Высота профиля данных наноструктур будет варьироваться в диапазоне от 10 мн до 300 нм. Будет изучено влияние высоты рельефа и размеров пор кремния на оптические свойства и свойства смачивания поверхности.