ИСТИНА

Фотонные кристаллы (ФК) представляют собой материалы, характеризующиеся периодическим изменением показателя преломления на масштабах, сопоставимых с длиной волны света. В таких структурах наблюдается эффект «медленных фотонов», заключающийся в распространении света с пониженной групповой скоростью вблизи краёв фотонной запрещенной зоны (ФЗЗ). Этот эффект обеспечивает более сильное взаимодействие света с веществом, что позволяет использовать ФК для широкого спектра фотокаталитических применений. Среди многочисленных подходов к получению одномерных ФК на основе диоксида титана выделяется режим анодирования с модуляцией напряжения от заряда анодирования (U(Q)), который позволяет получать высококачественные ФК с положением ФЗЗ в широком диапазоне длин волн. Этот подход является перспективным для создания структур с заданными оптическими характеристиками, а также позволяет создавать более сложные периодические структуры, например, оптические микрорезонаторы и фотонно-кристаллические гетероструктуры. Целью данной работы является разработка методики получения ФК и оптических микрорезонаторов на основе закристаллизованных плёнок анодного оксида титана (АОТ) с высокими значениями интенсивности отражения в области ФЗЗ и коэффициента добротности (в случае оптического микрорезонатора). Получение ФК на основе АОТ осуществляли в электролите на основе этиленгликоля, содержащем 0,09 M NH4F, 0,09 M CH3COONH4 и 1,2 M H2O, используя ступенчатый профиль анодирования U(Q). Установлено, что приложение постоянного напряжения в диапазоне 50-70 В к полученным ФК в электролите анодирования приводит к сдвигу положения ФЗЗ в диапазоне длин волн 718-965 нм и увеличению интенсивности максимума 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. Введение дефекта в профиль анодирования (сдвиг фазы прямоугольной волны на π после 10 периодов) приводит к появлению минимума пропускания (на длине волны 723 нм) в области максимума отражения ФК. Такой вид спектра отражения подтверждает формирование структуры оптического микрорезонатора на основе АОТ. Коэффициент добротности полученного микрорезонатора (отношение длины волны к полуширине резонансного пика) составил 10,6. Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 20-03-00946.