Материалы с необычными свойствами

Стартовая страница

О системе

Технические требования

Справка по системе

Контакты
Искать:
  Расширенный   Формализованый
 А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ы Э Ю Я 
Общий каталог материалов

Материал, структура которого характеризуется периодическим изменением коэффициента преломления в одном или нескольких пространственных направлениях
Фотонные кристаллы

Описание

Примерами природного фотонного кристалла являются опал, кальцит, лабрадор. Так, благородный опал (химическая формула SiO2×nH2O) широко известен своей игрой цвета и подчас стоит очень дорого (до $5 тысяч за карат).
Искусственные фотонные кристаллы делают различными методами, чаще всего из обычного оксида кремния. Учёные пытаются создать фотонные кристаллы для самых разных нужд. Например, в оптоволоконных сетях для передачи света на большие расстояния, так как в некоторых из них свет практически не поглощается.
Томас Моссберг (Thomas Mossberg), директор Lightsmyth Technologies, много лет работает в этом же направлении. Однако ему впервые пришло в голову, как использовать обыкновенный кремнезём и технологии производства фотонных кристаллов для создания необычных и очень красивых «камней».
Используя метод фотолитографии (получение рисунка на тонкой плёнке материала), Моссберг вытравил на образцах будущих «бриллиантов» круглые, треугольные и шестиугольные фигуры, «вставляя» в один кристалл до 200 различных образцов рисунков.
Таким образом он добился эффекта огранки как у алмазов: каждая нанесённая на фотонный кристалл фигура отражает свет определённой длины волны и в определённом направлении. И «камень» играет всеми цветами радуги.
В опале роль таких фигур выполняют сферические частицы кремнезёма диаметром 150-450 нанометров, которые, в свою очередь, сложены мелкими глобулами диаметром 50-100 нанометров, расположенными концентрическими слоями или беспорядочно. Они образуют довольно упорядоченную упаковку (псевдокристаллическую структуру опала). Сферы действуют как трёхмерная дифракционная решётка, вызывая характерное рассеяние света — опалесценцию.
Пока в Lightsmyth Technologies более-менее массово создают украшения, сияние которых можно наблюдать лишь с одной стороны «камня». Однако в пределах нескольких недель планируется выпустить второе поколение драгоценностей, выполненных из прозрачных материалов — тогда игра света будет видна с обеих сторон фотонного кристалла.

Микрофотография, показывающая структуру опала (слева). Украшения из опала (справа) (фото University of Rochester и с сайта legacyjewelers.com).
Отметим, что хоть драгоценности и искусственные, стоить они будут не так уж и мало.
«Устройства и средства, используемые для создания качественных фотонных кристаллов, стоят миллионы долларов, к тому же сами кристаллы получить не так уж и просто», — говорит Моссберг.
В ближайших планах Lightsmyth Technologies использование в качестве сырья не оксида кремния, а сапфиров (они же корунды — Al2O3). Эти камни дороже, зато больше подходят для создания украшений по методике обработки фотонных кристаллов, благодаря привлекательному внешнему виду и некоторым физическим характеристикам.

 

Ключевые слова

 

Отрасли создания материала

 

Отрасли использования материала

 

Литература

http://www.membrana.ru/particle/12147

Физико-технический класс материала Показать

Организации-производители материала

Необычные свойства


Стартовая страница  О системе  Технические требования  Справка по системе  Контакты 
Copyright © 2009 РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина