Эксπир
Регистрация / Вход

Разработка методов синтеза люминесцентных материалов с трехмерно упорядоченной наноструктурой, обладающей направленным усилением излучения

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.513.11.3144
Организация
ФНМ
Руководитель работ
Третьяков Юрий Дмитриевич
Продолжительность работ
2007, 7 мес.
Бюджетные средства
1,99 млн
Внебюджетные средства
0,1 млн

Работы должны проводиться в рамках критической технологии «Технологии создания и обработки кристаллических материалов». Работы должны соответствовать по предполагаемому исполнению лучшим мировым стандартам. Создаваемый научно-технический задел должен обеспечивать в будущем проведение опытно-конструкторских и технологических работ на конкурентном уровне. Результаты работ должны способствовать дальнейшему инновационному развитию российских технологий в данном приоритетном направлении Программы.

Соисполнители

Организация
ИОНХ РАН

Этапы проекта

1
21.03.2007 - 30.06.2007
Обосновано принятое направление исследований и способ решения поставленных задач. Усовершенствованы методы синтеза тонкопленочных опаловых матриц и инвертированных структур. Разработаны способы изготовления подобных структур из TiO2 и других оптических материалом с высоким коэффициентом преломления. Разработаны методы наноструктурирования люминесцентных материалов с использованием разработанных фотоннокристаллических структур. Разработаны способы создания трехмерно упорядоченного (с масштабом, соответствующим длине волны света) расположения центров поглощения или высвечения в однородной среде. Изготовлены наноструктурированные люминесцентные материалы.
Развернуть
2
01.07.2007 - 31.10.2007
Структура синтезированных экспериментальных образцов изучалась с помощью электронной микроскопии и специально разработанного метода лазерной дифракции. Диаграмма направленности люминесценции снималась с монокристаллических участков образцов с угловым разрешением не хуже 5º. Величина направленного усиления наноструктурированных образцов определялась по отношению интенсивности излучения в направлении максимального усиления к аналогичной величине, рассчитанной или измеренной для образца сравнения, не обладающего упорядоченной наноструктурой. Теоретически диаграмма направленности анализировалась путем расчета пространственно-угловой плотности фотонных состояний.
Синтезированы два образца наноструктурированных люминесцентных материалов на основе фотоннокристаллических пленок с прямой и инвертированной структурой. Проведены исследования их структуры, оптических и люминесцентных свойств. Показано, что данные образцы удовлетворяют всем требованиям ТЗ. Оба образца имеют монокристаллические области размером свыше 100х100 мкм. В обоих наблюдаются эффекты перераспределения в пространстве интенсивности свечения, выходящего из данных областей, величина направленного усиления превышает 30%.
Теоретические расчеты диаграмм направленности показали, что особенно перспективным является впервые предложенное в данной работе использование второй фотонной запрещенной зоны, плотность фотонных состояний на границах которой на порядок выше, чем на границах первой фотонной запрещенной зоны. Получено также экспериментальное подтверждение возможности использования второй ФЗЗ для направленного усиления излучения. В то же время сравнение расчетных данных с экспериментальными показало, что дальнейшая работа по снижению количества структурных дефектов могла бы привести к значительно более сильному направленному усилению, особенно при использовании второй ФЗЗ.
Проведены патентные исследования, оценена возможность создания конкурентоспособной продукции и услуг, разработаны рекомендации по использованию результатов проведенных НИР, выполнена работа по обобщению полученных результатов.
В результате выполнения НИР разработаны методы синтеза люминесцентных материалов с трехмерно упорядоченной наноструктурой, обладающей направленным усилением излучения, а также метод создания упорядоченного расположения центров поглощения или высвечивания в однородной оптической среде. Разработаны методы контроля их свойств. Показана перспективность использования второй фотонной запрещенной зоны для направленного усиления излучения.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"

Программное мероприятие

1.3 Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований и создание научно-технического задела в области индустрии наносистем
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области индустрии наносистем и материалов по критической технологии «Технологии создания и обработки кристаллических материалов» (мероприятие Программы 1.3)
Продолжительность работ
2007, 7 мес.
Бюджетные средства
58 млн
Количество заявок
106
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области индустрии наносистем и материалов по критической технологии «Технологии создания и обработки композиционных и керамических материалов» (мероприятие 1.3 Программы)
Продолжительность работ
2007, 7 мес.
Бюджетные средства
58 млн
Количество заявок
121
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области индустрии наносистем и материалов по критической технологии «Технологии создания и обработки полимеров и эластомеров» (мероприятие 1.3 Программы)
Продолжительность работ
2007, 7 мес.
Бюджетные средства
30 млн
Количество заявок
64
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области живых систем
Продолжительность работ
2007, 8 мес.
Бюджетные средства
72 млн
Количество заявок
48
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области живых систем по критической технологии «Биомедицинские и ветеринарные технологии жизнеобеспечения и защиты человека и животных»
Продолжительность работ
2007, 8 мес.
Бюджетные средства
72 млн
Количество заявок
136