ИСТИНА

Одним из наиболее технологичных подходов к изготовлению дифракционных оптических элементов с субмикронным периодом является самосборка коллоидных микрочастиц. Но в литературе практически нет публикаций по изготовлению из коллоидных микрочастиц структур с большим периодом, значительно превышающим длины волн видимого света, которые могли бы использоваться в качестве дифракционных решеток. Тем не менее, мы нашли подход, который позволяет получать дифракционные решетки, рассчитанные на работу в видимой и инфракрасной областях спектра, путем прерывистого осаждения коллоидных микрочастиц SiO2 на вертикальную подложку. Для синтеза узкодисперсных сферических микрочастиц SiO2 использовали многоступенчатый метод Штобера, основанный на доращивании нанозародышей. Для получения периодических структур, обладающих свойствами дифракционных решеток, были подобраны специальные режимы вертикального осаждения, которые заключались в выборе достаточно низких концентраций микрочастиц SiO2 (в пределах от 0.2 до 0.8 г/л), определенных температур и скоростей осаждения. В итоге были изготовлены структуры, состоящие из повторяющихся с периодом от 140 до 200 мкм полос осажденных микрочастиц и пустых промежутков между ними. Было установлено, что период структур растет с ростом температуры осаждения. Обнаружено наличие критической температуры (около 30 °C), ниже которой периодические структуры не формируются. Последующая модификация структур с целью их упрочнения заключалась в низкоэнергетической высокодозовой имплантации ионов Ag+, приводившей к изменению коэффициента отражения поверхности стеклянной подложки между осажденными полосами. После имплантации многослойные участки структур были удалены с помощью ультразвука. Для всех образцов были получены картины дифракции света гелий-неонового лазера (633 нм). Яркость картин дифракции зависела от толщины осажденных слоев.