http://www.ras.ru/digest/showdnews.aspx?id=0642917c-fe7b-4f5e-81bd-bebff2338515&print=1© 2024 Российская академия наук
Учёные из Института физики твердого тела РАН, расположенного в подмосковном наукограде Черноголовка, разработали уникальную технологию получения синтетических опалов. С ее помощью можно не просто синтезировать опалы, пусть и очень красивые – ювелирного качества, но и создавать опаловые матрицы с заранее заданной наноструктурой, открывая путь к материалам для оптоэлектроники, систем магнитной записи и других областей науки и техники.
Основа новой технологии — это получение крошечных, размером от десятков нанометров до нескольких тысяч нанометров, шариков из диоксида кремния, которые нужно правильно разместить в пространстве – построить из них так называемую сверхрешетку. Хитрость в том, чтобы все шарики получились нужного, заранее известного размера, потому что в противном случае разделить их между собой на отдельные фракции по диаметру очень трудно. С этой задачей химики справились достаточно успешно. После того, как «кирпичики» получены, их можно «укладывать» в структуры практически любого размера и формы, от однослойных и многослойных пленок до полновесных объемных структур.
Например, один из вариантов использования технологии, помимо синтеза ювелирных опалов, сияющих едва ли не всеми цветами радуги — это получение наноструктур для лазеров с распределенной обратной связью, эдаких плоских «сэндвичей», состоящих из трех разных слоев. Если посветить на поверхность такой структуры лучом лазера (лазерная накачка), то он, образно говоря, попадет в ловушку (волновод), вернее, приведет к образованию экситонного излучения, но уже горизонтально направленного в нижнем слое шариков.
Это излучение, благодаря резонансному усилению, будет многократно умножено, поскольку выбраться из этого слоя луч не в силах — он практически полностью отражается от внутренних границ слоя. В результате можно получить более мощные, чем делают до сих пор, лазеры при меньших энергозатратах.