Наука и технологии России (strf) wrote,
Наука и технологии России
strf

Categories:

Взгляд сквозь фототерморефрактивное стекло

тема

Исследователи Университета ИТМО разрабатывают новые квантовые материалы и фотонные устройства на их основе

Методы оптики и фотоники широко применяются в различных областях – в обработке материалов при помощи света и лазеров, связи, медицине, для передачи, обработки и хранения информации. Чтобы обрести технологическую независимость в этих сферах, в России создаются импортозамещающие продукты и технологии. Основное внимание здесь уделяется разработке отечественных оптических материалов: кристаллов, стёкол, керамик, стеклокерамик, которые лежат в основе создания любого оптического прибора и устройства. Так, например, разработкой новых квантовых материалов и фотонных устройств на их основе занимаются в Санкт-Петербургском национальном исследовательском университете информационных технологий, механики и оптики (Университете ИТМО) при поддержке ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014–2020 годы».

«Мы проводим поисковые и прикладные исследования по созданию оптических материалов нового поколения, которые обладают уникальными характеристиками и работают в видимом и инфракрасном диапазонах, разрабатываем технологии их синтеза. На основе этих материалов ведём конструкторские работы по созданию элементной базы оптических и фотонных устройств, включающей лазерные источники и фотоприёмники излучения, а также «начинку», которая располагается между ними – модуляторы, фильтры, мультиплексоры, селекторы, переключатели», – рассказывает руководитель проекта, заведующий кафедрой оптоинформационных технологий и материалов Университета ИТМО, доктор физико-математических наук, профессор Николай Никоноров.

Коллектив разработчиков легирует материалы (стёкла, кристаллы, керамики и стеклокерамики) ионами редких земель, молекулярными кластерами, квантовыми точками, квантовыми ямами, наночастицами и нанокристаллами. При этом состав, размер и форма нанообъектов в материале формируют его уникальные характеристики (например, квантово-размерные эффекты, спектральное положение экситонного поглощения и плазмонного резонанса). Так, например, для нанообъектов, размер которых намного меньше длины волны взаимодействующего с ним излучения, наблюдаются квантование энергии носителей заряда, движение которых ограничено в одном, двух или трёх направлениях.

«Технология такова: мы синтезируем специально активированные стеклообразные матрицы (силикатные, фосфатные, фторидные, боратные, гермататные и т.д.) при температурах 1000 – 1600 градусов и дальше воздействуем на них двумя способами. Первый – это фемтосекундное или пикосекундное лазерное облучение, в результате которого внутри стекла вырастают молекулярные кластеры – некие устойчивые образования с числом нейтральных атомов от единиц до нескольких десятков, – пояснил Николай Никоноров. – Второй – термообработка в широком температурном диапазоне – от 200 до 600 градусов.

В результате этого число атомов растёт, и они уже образуют квантовые точки размером 1–5 нм, потом наночастицы размером 5–10 нм, а дальше нанокристаллы размером 10–50 нм».

Далее о разработке отечественных оптических материалов читайте здесь
Tags: квантовый, нано, наноматериал, нанотехнологии, оптика
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 0 comments