ИСТИНА

Частицы диоксида кремния часто используются для получения коллоидных кристаллов опалового типа, проявляющих фотоннокристаллические свойства. Для выращивания таких кристаллов требуются сферические частицы с достаточно узким распределением по диаметру, чтобы стандартное отклонение не превышало 5%. Наиболее известным методом их синтеза является метод Штобера, заключающийся в гидролизе тетроэтоксисилана (ТЭОС) в присутствии аммиака в качестве катализатора. Однако получение данным методом частиц с требуемым стандартным отклонением оказывается затруднительным, особенно для диаметров менее 200 нм. В этой связи мы поставили задачу совершенствования метода синтеза сферических микрочастиц SiO2 разных размеров с целью выращивания пленок коллоидных кристаллов опалового типа. Нами был предложен метод доращивания микрочастиц SiO2 при комнатной температуре, предполагающий высокие скорости доращивания и позволяющий получать сферические микрочастицы любого размера от 100 до 400 нм. При диаметре частиц свыше 200 нм его стандартное отклонение не превышает 4%. Получаемые в результате процесса коллоидные растворы микрочастиц SiO2 могут быть непосредственно использованы для выращивания пленок коллоидных кристаллов. Предложена и экспериментально опробована лабораторная методика синтеза узкодисперсных коллоидных микрочастиц SiO2 заданного размера, основанная на принципах многоступенчатого доращивания: 1. Введение TEOS мелкими порциями через каждые 10 минут; 2. Удвоение количества введенного в реакционную смесь TEOS через каждый час; 3. Удвоение диаметра микрочастиц каждые 3 часа; 4. Периодическое разбавление раствора во избежание агломерации; 5. Данным методом получены коллоидные микрочастицы SiO2 диаметром от 100 до 300 нм со стандартным отклонением менее 5% (для диаметров свыше 200 нм – со стандартным отклонением менее 4%). Пленки коллоидных кристаллов разной толщины (начиная с монослойных) и с разным периодом структуры были получены методом вертикального осаждения. В их спектрах пропускания наблюдались глубокие провалы, связанные с фотонной стоп-зоной. Положение минимумов пропускания хорошо согласуется с модифицированным законом Брэгга-Вульфа. Работа выполнялась при поддержке гранта РФФИ № 13-03-91151-ГФЕН_а.