Фотонные кристаллы

Фотонные кристаллы (PhCs)

PhCs представляют собой периодические диэлектрические структуры, которые предназначены для воздействия на распространение электромагнитных волн так же, как периодический потенциал в обычном кристалле влияет на движение электронов. Другими словами, фотонным кристаллам присуща фотонная запрещенная зона, которая не позволяет свету с определенными длинами волн распространяться в определенных направлениях. Причиной фотонной запрещенной зоны является периодическое изменение показателя преломления, а результатом – отражение только определенных, зависящих от размера монодисперсных частиц, длин волн, рис. 1. Ряд объектов в природе имеют периодическую структуру, являющуюся причиной яркой окраски. Крылья бабочки или природные опалы являются примерами таких структур.

 

 

Рис.1. Схема, иллюстрирующая отражение сфета фотонной структурой.

 

Одним из простых способов формирования двух- и трехмерных структур является метод Ленгмур-Блоджетт (ЛБ). Действительно, монодисперсные микросферы формируют плотноупакованные монослои, например SiO2 микросферы, рис. 2. Недостатком существующей технологии ЛБ является ограничения, связанные с размерами установок ЛБ. Был предложен  [G. Zhavnerko, G. Marletta. Developing Langmuir–Blodgett strategies towards practical devices. Materials Science and Engineering B 169 (2010) 43–48] и реализован компанией Изовак метод формирования плотноупакованного  монослоя с использованием R2R метода упаковки микросфер и их выделения на гибкую основу. В настоящее время возможно непрерывное выделение моно- и мультислоев на движущуюся ленту шириной до 0.65 м. R2R метод выделения имеется на лабораторной установке GT Lab. Мультислойные структуры для лабораторных исследований методом горизонтального осаждения могут быть сформированы на лабораторной установке GT Lab. Поз заказ нами могут быть синтезированы микросферы SiO2 в диапазоне диаметров сфер от 0.1 до 6 мкм.

sio2_layers

Рис. 2. Пример плотноупакованного слоя SiO2  микросфер диаметром 210 нм, выделеннеых на поверхность кремния методом горизонтального осаждения.

Наши установки  дают возможность применения тонкопленочных аналогов фотонных кристаллов на больших площадях, например, для тонкопленочных солнечных панелей, фотоэлектрических панелей, гибких полимерных солнечных элементов, гибких светодиодов, коллоидная литография и др.