Исследование процесса термической обработки коллоидных плёнок полистирола
Ибрагимов А.Р., Колесник Л.Л., Панфилова Е.В., Азарнин И.О.
Ключевые слова: ТЕРМООБРАБОТКА, ФОТОННЫЕ КРИСТАЛЛЫ, КОЛЛОИДНЫЕ ПЛЁНКИ ПОЛИСТИРОЛА
Аннотация
Фотонные кристаллы являются крайне перспективным материалом. На их основе разрабатываются сложные оптические устройства, а также с их помощью возможно производить сложные манипуляции со световым потоком.Ранее кремнезем был основным материалом для получения фотонных кристаллов, но с развитием новых областей (медицина, сенсорика и т.д.) возникла необходимость создавать структуры из других материалов – биологически совместимых или с лучшими оптическими характеристиками
Коллоидные плёнки полистирола – массив полимерных частиц, один из новых материалов, активно разрабатываемых на сегодняшний день. Полистирол может использоваться для создания структур с более выраженной фотонной запрещенной зоной. Однако, такие плёнки недостаточно прочны и могут повреждаться при физическом контакте. В статье изучается один из методов упрочнения таких фотонных кристаллов – термообработка.
Для проведения термообработки были получены методом spin-coating 20 образцов коллоидных плёнок на основе частиц полистирола и кремниевой подложки. Каждый образец был обработан при различных режимах – температуре, времени, диаметре частиц способе нагрева и в разной среде. Основное влияние на прочность получаемых структур оказывали время и температура нагрева.
Для анализа структур была проведена спектрофотомерия всех образцов и СЭМ-микроскопия 10 термообработанных плёнок полистирола. Анализ полученных данных показал, что между частицами образуются так называемые «мостики», которые упрочняют структуру. При этом ширина этих мостиков вместе с характерном размером частиц увеличивается при росте температуры термообработки. Это происходит до тех пор, пока характерный размер не достигнет критического значения и частицам станет некуда расти. В этот момент начинает образовываться монолитная структура и целостность кристалла нарушается – пропадает фотонная запрещенная зона.
Study of the process of heat treatment of colloidal polystyrene films
, Kolesnik L.L., , I.O. Azarnin
Keywords: HEAT TREATMENT, PHOTONIC CRYSTALS, COLLOIDAL POLYSTYRENE FILMS
