Наноструктуры на основе драгоценного камня

Специалисты Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе РАН разработали новый метод синтеза композитных материалов из синтетического опала и оксидов ванадия. Такие материалы обладают необычными оптическими свойствами. Раньше их получали путем осаждения оксидов ванадия (V2O5 и VO2) из раствора, но в новой работе ученые показали, что использовать расплавленный оксид ванадия V2O5 намного эффективнее. Синтетический опал – это пористая матрица из диоксида кремния (SiO2). Такие матрицы бывают двух типов – объемные и пленочные. Значительный практический интерес представляют нанокомпозиты, в которых поры опала заполнены оксидами ванадия. Такие структуры могут применяться в качестве газовых сенсоров, переключателей и ограничителей излучения видимого и инфракрасного света. Кроме того, нанокомпозит обладает свойствами трехмерного фотонного кристалла. Это означает, что его структура характеризуется периодическим изменением показателя преломления. Такие вещества могут захватывать фотоны и очень востребованы в оптоэлектронике.

Сегодня нанокомпозиты опал-V2O5 и опал-VO2 получают растворными методами, то есть промывают матрицу в растворе оксида до заполнения ее пор. Этот процесс необходимо повторять несколько раз, что увеличивает время производства, и к тому же такой метод приводит к появлению нежелательных примесей в получающемся материале.

Дмитрий Курдюков с коллегами предложили и опробовали новый метод синтеза таких нанокомпозитов. Исследователи отмечают, что уже в полученных после синтеза нанокомпозитах имеются области меньшего заполнения пор, сконцентрированные около поверхности. В то же время показатель заполнения пор, близких к подложке, достигает значения в 100%. Это означает, что уже в процессе первого этапа обработки нанокомпозита начинает формироваться его фотонно-кристаллическая трехмерная структура.

По материалам STRF.ru, раздел Информнаука Журнал «Российские нанотехнологии» № 1–2 2011 год.

Источник: nanojournal.ru