опубліковано червень 19 2015 в Наукова робота студентів та 0 коментарів

Голографічне впорядкування наночастинок в полімерній матриці: одно- і двовимірні періодичні структури та їх

Дипломна робота на тему: "Голографічне впорядкування наночастинок в полімерній матриці: одно- і двовимірні періодичні структури та їх властивості."

виконав: студент 6-го курсу групи ФФ31м Гринь Володимир Олександрович

керівник: професор, доктор фіз.-мат. наук, провідний науковий співробітник Інституту фізики НАН України Смірнова Тетяна Миколаївна

рецензент: н.с. ВККО, Інституту фізики НАН України Єжов П.В., с.н.с. ВККО, Інституту фізики НАН України Ходаковський В.М.

 

РЕФЕРАТ

Актуальність теми.

Голографічний метод створення періодичних структур полімер-НЧ (фотонних кристалів) почав розроблятися в 90-х роках минулого сторіччя, і зараз він вивчається в багатьох світових наукових центрах, наприклад Німеччині, Японії, США, Росії.

Фотополімеризація в просторово-періодичному полі, яка лежить в основі голографічного запису в фотополімерах, використовується також для одержання періодичних структур полімер - НЧ. Полімеризаційноздатна (ПЗ) композиція для впорядкування НЧ складається з рідкої однорідної суміші мономерів, ініціатора фотополімеризації та нейтральної компоненти, в якості якої можуть виступати НЧ або прекурсор (попередник) НЧ. На сучасному етапі виникали труднощі при отриманні періодично впорядкованих металомістких структур. Були одержані об’ємні структури з низьким вмістом НЧ металу або рельєфні структури, які, здебільшого, характеризувались низькою оптичною якістю та фотостабільністю параметрів. Відсутні також прості схеми утворення інтерференційного поля для запису двовимірних (2D) кристалів, які б забезпечували зміну симетрії та періоду структур.

Вирішення цих задач є необхідною складовою подальшого розвитку голографічного методу отримання періодичних структур на основі ФНК.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами.

Дисертаційна робота виконувалась у відділі когерентної і квантової оптики Інституту фізики НАН України в рамках бюджетної теми 1.4В/164 «Дослідження квантових і когерентних оптичних процесів при дії лазерного випромінювання з керованими спектральними та часовими характеристиками на атоми, молекули, нано- і мікросистеми.»

Мета і задачі дослідження.

Метою дисертаційної роботи є запис та дослідження основних властивостей 1D-2D фотонних кристалів, утворених завдяки впорядкуванню НЧ срібла у полімерній матриці голографічним методом.

Для досягнення поставленої мети розв’язувалися наступні задачі:

  1. вдосконалення голографічного методу одержання 2D структур різної симетрії за рахунок використання рідкокристалічного просторового модулятора світла;
  2. формування 1D і 2D структур полімер – НЧ срібла шляхом синтезу НЧ із прекурсору металу попередньо періодично розподіленого у полімерній матриці;
  3. комплексне дослідження їх оптичних та дифракційних властивостей, спрямоване на встановлення механізму формування об’ємних структур та синтезу НЧ срібла.

Об’єктом дослідження є процес формування 1D, 2D фотонних кристалів під дією інтерференційного поля.

Предметом дослідження є характеристики фотонних кристалів та їх оптичні властивості.

Методи дослідження.

Було проведено математичне моделювання інтерференційних картин та записані тестові структури. У ході цих записів визначався час передполімеризації фотополімерної композиції, від якого залежала дифракційна ефективність. Після цього проводився «чистовий» запис структур із НЧ.

Наукова новизна одержаних результатів.

Основні результати, які визначають наукову новизну дисертаційної роботи:

  1. Вдосконалення схеми голографічного запису кристалів, яка дозволяє змінювати період та одержувати перерозподіл областей, що відповідають переважній концентрації полімеру і НЧ.
  2. Визначення профілів поглинання та люмінесценції у періодичній структурі, що дозволило підтвердити фазове розділення вихідної композиції в процесі формування кристалу та показати, що розмір НЧ срібла визначається властивостями полімеру у зоні їх утворення.

Практичне значення одержаних результатів.

Голографічний метод виготовлення фотонних кристалів забезпечує контраст структури в межах 80-99% зі стабільністю параметрів не менше 8 років.

Метод отримання структур полімер – НЧ срібла з попередньо періодично розподіленого прекурсору срібла в полімерній матриці може знайти подальше використання для впорядкування НЧ різних металів. Змінюючи умови голографічного експонування можна змінювати розмір НЧ.

В роботі наведено приклади використання фотонних кристалів у якості дифракційних оптичних елементів та резонаторів лазерів із розподіленим зворотнім зв’язком, які є перспективними для розробки пристроїв нового покоління.

Апробація результатів дисертації.

Результати досліджень, що включені до дисертації оприлюднені на ХІІІ Всеукраїнській науково-практичній конференції студентів, аспірантів та молодих вчених (2015).

Публікації.

В. О. Гринь Запис об’ємних дифракційних решіток голографічним методом / В. О. Гринь, Т. М. Смірнова // Дванадцята Всеукраїнська науково-практична конференція «Теоретичні і прикладні проблеми фізики, математики та інформатики». – К., 2014. – С. 22-24.

В. О. Гринь Отримання двовимірних періодичних структур на нанокомпозитах методом голографічної літографіїї /В. О. Гринь, П. В. Єжов, Т. М. Смірнова // Тринадцята Всеукраїнська науково-практична конференція «Теоретичні і прикладні проблеми фізики, математики та інформатики». – К., 2015. – Т. 1. – С. 39-42.

Ключові слова.

Голографічна літографія, нанокомпозити полімер-наночастинки, двовимірні періодичні структури, просторовий модулятор світла, люмінесценція кластерів срібла.




Додати коментар

Щоб отримати можливість додавання коментарів, будь ласка, спочатку авторизуйтесь на сайті через власний обліковий запис.
Коментарі відсутні
Доступ до оцінювання мають лише зареєстровані користувачі. Будь ласка, перейдіть на сторінку Вхід або Реєстрація щоб поставити оцінку.
Чудово! ()0 %
Добре ()0 %
Нормально ()0 %
Задовільно ()0 %
Погано ()0 %