ИСТИНА

Благодаря эффекту “медленного света”, возникающему на краях фотонных запрещённых зон (ФЗЗ), фотонные кристаллы (ФК) на основе диоксида титана особенно перспективны для применения в качестве фотокатализаторов, фотоанодов солнечных элементов и подложек для спектроскопии гигантского комбинационного рассеяния. Одним из многообещающих методов получения таких материалов является анодирование титана при циклическом изменении тока или напряжения анодирования, в результате которого образуется оксидная плёнка с периодическим изменением пористости перпендикулярно её поверхности. Такой метод позволяет создавать не только ФК на основе диоксида титана, а также более сложные периодические структуры, например, оптические микрорезонаторы и фотонно-кристаллические гетероструктуры. Целью данной работы является разработка метода получения ФК и оптических микрорезонаторов на основе анодного диоксида титана (АОТ) с высокими значениями интенсивности отражения в области ФЗЗ и коэффициента добротности (в случае оптического микрорезонатора). Для получения ФК на основе диоксида титана проводили анодирование титана во фторидсодержащем электролите на основе этиленгликоля с использованием ступенчатого профиля напряжения анодирования от плотности электрического заряда (U(q)). Для получения оптического микрорезонатора в профиль анодирования U(q) после 10-30 периодов вносили дефект: сдвиг фазы прямоугольной волны на π. Установлено, что приложение постоянного напряжения в диапазоне 50-70 В к ФК приводит к сдвигу положения ФЗЗ на спектре отражения в диапазоне длин волн 718-965 нм и изменению интенсивности отражения в области ФЗЗ от 25 до 64%. Пористость полученных образцов варьировалась от 25 до 80%, а показатель преломления стенок пор от 1,71 до 1,95 в зависимости от времени и величины прикладываемого напряжения. Впервые был получен оптический микрорезонатор на основе АОТ. Его коэффициент добротности (отношение длины волны к полуширине резонансного пика) составил 10,6. Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 20-03-00946.