Реферат: Оптические свойства глобулярных фотонных стекол и кристаллов, инфильтрованных активными диэлектриками и биологически-активными веществами

УДК 535(06)+004(06)

В.Н. МОИСЕЕНКО, М.П. ДЕРГАЧЁВ, Т.В. ШВЕЦ, Г.И. ДОВБЕШКО1, В.Г. ШВАЧИЧ

Днепропетровский национальный университет им. О. Гончара

1Институт физики НАН Украины, Киев


ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГЛОБУЛЯРНЫХ
ФОТОННЫХ СТЕКОЛ И КРИСТАЛЛОВ, ИНФИЛЬТРОВАННЫХ АКТИВНЫМИ ДИЭЛЕКТРИКАМИ И БИОЛОГИЧЕСКИ-АКТИВНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ


Установлены закономерности в спектрах пропускания глобулярных фотонных кристаллов, инфильтрованных активными диэлектриками и биологически-активными веществами и дана их интерпретация в терминах перестройки фотонной зонной структуры в зависимости от типа вещества и характера заполнения пор.


Наличие фотонной зонной структуры в 3D-фотонных кристаллах приводит к серии новых оптических явлений интересных как с научной, так и с прикладной точки зрения. Перспективными материалами для их изготовления являются синтетические опалы.

Целью настоящей работы было создание и изучение оптических свойств новых нанокомпозитных материалов на основе глобулярных фотонных стекол и кристаллов на основе синтетических опалов путем их инфильтрации активными диэлектриками и биологически-активными веществами.

Нанодисперсные глобулы диоксида кремния были получены модифицированным методом Штебера. Синтетические опалы были получены методом естественной седиментации, фотонные стекла – в режиме быстрого испарения. Для инфильтрации фотонных кристаллов использовались акустооптический материал – парателлурит (ПТ), сегнетоэлектрики: триглицинсульфат (ТГС) и германат свинца (ГС); аминокислоты: лизин, триптофан, изолейцин, аспаргиновая кислота.

Измеренные спектры пропускания T(λ) характеризовались асимметричными полосами с параметрами, зависящими от типа вещества в порах (рис. 1, 2). Спектр пропускания фотонного стекла представлял собой широкий асимметричный минимум в области 400 – 595 нм, обусловленный эффектом Тиндаля.

Наблюдаемые длинноволновые сдвиги минимумов (200) и (111) и их спектральное уширение после инфильтрации исходных образцов объясняются изменением и пространственно-неоднородным распределением эффективного показателя преломления нанокомпозита, приводящим к перестройке фотонной зонной структуры.



Рис. 1. Спектры пропускания фотонных кристаллов, инфильтрованных ПТ (1), ТГС (2), ГС (3)



Рис. 2. Спектр пропускания фотонного кристалла, инфильтрованного изолейцином


Полученные результаты свидетельствуют о широких возможностях управления оптическими свойствами глобулярных фотонных стекол и кристаллов на основе синтетических опалов путем их инфильтрации различными веществами и создания на их основе новых нанокомпозитных материалов.