Зміст
Введення
. Історичний огляд
. Діелектричний хвилевід
. Золь-гель технологія
. Гель технологія
. Структура TiO2
. Вплив опромінення світлом на властивості плівок TiO2, виготовлених за золь-гель і гель технології
Висновок
Список літератури
Введення
Інтегральна оптика розглядає різноманітні явища, пов'язані з хвилеводним поширенням світла і управлінням ним за допомогою тонких діелектричних плівок і смужок. Довжини хвиль, які представляють інтерес, лежать переважно в діапазоні від 0,1 до 10,0 мкм (10 3 - 10 5?). Цей діапазон обмежений головним чином існуючими частотами лазерного випромінювання і властивостями хвилеводних матеріалів. Для випромінювання з довжиною хвилі більше 10 мкм, т. Е. В діапазоні НВЧ (надвисоких частот) і вище, застосовуються металеві СВЧ-хвилеводи, оскільки вони забезпечені більш досконалою технологією. У діапазоні довжин хвиль близько 0,1 мкм і менше існують перешкоди на шляху практичного застосування хвилеводних ефектів, оскільки відсутні відповідні джерела випромінювання, а діелектричні матеріали в даному діапазоні володіють великим поглинанням і великими втратами на розсіювання.
В даний час пильну увагу дослідників, як фізиків, так і хіміків, звернуто на нанокристалічний діоксид титану, в тому числі легований різними елементами. Це увага зумовлена ??рядом унікальних властивостей цього з'єднання.
Діоксид титану володіє:
фоточутливістю,
фотокаталічіской активністю,
хімічною стійкістю,
прекрасними оптичними властивостями.
В даний час діоксид титану широко використовується в області фотокаталізу, зокрема, при фотолізі води, як економічно вигідного способу отримання водню.
Фотокаталітичні процеси також можна використовувати і для очищення повітря. Нанесений на оксидну матрицю TiO 2 під дією енергії світла, кисню з повітря і води, утворює вільні радикали, які здатні зруйнувати органічні і неорганічні забруднювачі атмосфери.
Пориста структура плівок дозволяє легувати їх різними речовинами і створювати активних елементів інтегральної оптики.
Фотокаталітичні властивості TiO2 засновані на його полупроводящіх властивостях, обумовлених існуванням дефектів кристалічної структури. Поглинання кванта світла в об'ємі напівпровідника викликає перенос електрона з валентної зони в зону провідності. Утворені електрон і дірка мають яскраво вираженими окислювально-відновні властивості. Рух електронів і дірок в полупроводящіх матеріалах визначається квантовим виходом, який внаслідок виключно поверхневих явищ в чому визначається розміром і геометрією матеріалів. Висока питома поверхня напівпровідників радикально збільшується при переході до нанорозмірних частинок.
Однією з перспективних областей застосування діоксиду титану є створення високоефективних сонячних батарей, для виготовлення яких потрібні матеріали з великою питомою площею поверхні і високою електропровідністю. Першому умові задовольняють компоненти з частинок нанометрових розмірів, але межі розділу наночастинок сильно пригнічують електронний транспорт.
1. Історичний огляд
Оскільки в основі інтегральної оптики лежить поширення електромагнітної енергії оптичного діапазону по тонкоплівкових волноводам, то на її виникнення і розвиток вплинули головним чином дві різні області техніки, а саме техніка діапазону НВЧ і оптика тонких плівок. Особливу роль відіграли також напівпровідники, які в даний час представляються найбільш перспективним матеріалом для створення монолітних інтегральнооптіческіх схем. Розробка оптичних хвилеводів простежується з 1910 року, тому ми пропустимо період приблизно в 50 років і зосередимо нашу увагу на наукових досягненнях, що стосуються в основному планарних тонкоплівкових діелектричних структур, а не металевих або круглих конфігурацій хвилеводів.
Відрізок часу з 1962 по 1968 можна вважати початком різних досліджень з вивчення явищ у тонких плівках, які в той час, мабуть, проводилися з іншими цілями. Однак багато хто з цих досліджень, в кінцевому рахунку, зосередилися на проблемах, більшість яких сьогодні відноситься до області інтегральної оптики. Таким чином, незважаючи на те, що планарні діелектричні хвилеводи були добре відомі і використовувалися в СВЧ-техніці задовго до 1962 р, тільки в 1965 були створені тонкоплівкові хвилеводи, а також інші планарні компоненти і схеми для роботи в інфрачервоній області. Для цієї вперше розробленої техніки спершу використовувався термін «квазімікроволновая оптика». У той же час необхідно зауважити, що во...
