ИСТИНА

Проект направлен на разработку перспективных композиционных фотоннокристаллических структур опалового типа с оптически активными примесями, получаемых на основе самосборки коллоидных микрочастиц SiO2 в фоточувствительной смоле, а также низкоконтрастных фотоннокристаллических структур с периодически распределенными активными центрами. Снижение оптического контраста до минимума будет достигаться путем согласования коэффициентов преломления микрочастиц SiO2 и наполнителя между ними. В качестве наполнителя может выступать фоторезист со специально подобранным коэффициентом преломления или раствор какой-либо соли (например, KI) с соответствующим образом подобранной концентрацией. Оптически активные примеси (красители, квантовые точки, координационные соединения редкоземельных элементов с органическими лигандами) планируется вводить как в составе наполнителя, так и путем заделывания их внутрь микрочастиц SiO2. Наиболее упорядоченное распределение примеси может быть достигнуто при размещении ее по центрам коллоидных микрочастиц. Задачи проекта состоят в синтезе указанных материалов, изучении их оптических и фотоннокристаллических свойств, их специфики как материалов с пространственной модуляцией не только действительной, но и мнимой части коэффициента преломления, особенностей возникновения в них лазерной генерации, а также специфики дефектообразования при самосборке коллоидных частиц в жидкой среде фоточувствительной смолы. Разрабатываемые материалы могут быть перспективны для создания низкопороговых лазерных генераторов, сверхбыстрых оптически управляемых оптических переключателей, оптических элементов памяти и нелинейно-оптических преобразователей.

Предложен метод доращивания микрочастиц SiO2 при комнатной температуре, предполагающий высокие скорости доращивания и позволяющий получать сферические микрочастицы любого размера от 100 до 400 нм. При диаметре частиц свыше 200 нм его стандартное отклонение не превышает 4%. Получаемые в результате процесса спиртовые коллоидные растворы микрочастиц SiO2 могут быть непосредственно использованы для выращивания пленок коллоидных кристаллов, которые, в свою очередь, могут быть применены для получения фотоннокристаллических структур с периодически распределенными активными центрами. Опробованы различные подходы к изготовлению данных структур. Получены упорядоченные фрагменты пленок из микрочастиц SiO2 с люминесцентными металл-органическими соединениями европия в центре, пленки опалового типа с введенными в их структурные пустоты квантовыми точками CdSe, пленки низкоконтрастных композиционных структур опал-фоторезист ETPTA, а также пленки аналогичных композитов с периодически распределенными квантовыми точками CdSe внутри. Изучен характер распределения квантовых точек в структуре синтезированных опаловых пленок; обнаружено, что они располагаются преимущественно вокруг точек касания сферических микрочастиц SiO2. Показано, что распределенные таким образом квантовые точки CdSe обеспечивают достаточный оптический контраст для появления отчетливой стоп-зоны в спектрах пропускания и отражения композитов опал-фоторезист. В результате продемонстрирована возможность управления фотоннокристаллическими свойствами материала с помощью малой оптически активной добавки. Получены также пленки т.н. «квантитов» - материалов, состоящих из квантовых точек, периодически распределенных в однородной диэлектрической среде. Впервые изготовлены образцы квантитов, состоящих из квантовых точек золота в прозрачном полимере (фоторезисте ETPTA). Показано, что при достаточной концентрации квантовых точек эти образцы имеют фотонную стоп-зону.