іших при створенні фотонних кристалів.
Осадження колоїдних частинок тільки під дією сил гравітації моделює природний механізм утворення природного опалу. Тому цей метод був детально вивчений вже досить давно. У процесі тривалого відстоювання відбувається поділ частинок за розмірами, що дозволяє отримувати добре впорядковані зразки синтетичних опалів, навіть якщо використовувані кварцові сфери мають значний розкид за розмірами. p> Однак, природне осадження - дуже повільний процес, як правило, вимагає декількох тижнів або навіть місяців, особливо в тому випадку, коли діаметр сфер не перевищує 300 нм. Центрифугування дозволяє значно прискорити процес формування колоїдних кристалів. Однак, отримані в таких умовах матеріали впорядковані гірше, тому що при високій швидкості осадження поділ частинок за розмірами не встигає відбутися. При цьому, як було показано в роботі, на якість получающегося опала сильний вплив надає швидкість центрифугування. p> Так, при осадженні сферичних кварцових частинок діаметром 375-480 нм найбільш добре впорядковані колоїдні кристали були отримані при центрифугировании зі швидкістю 4000 об./хв, при швидкостях 3000 і 5000 об./Хв зразки були впорядковані значно гірше. br/>В
В В В В В В В В
Рис. 23. Вплив електрофорезу на осадження великих кварцових сферичних частинок діаметром 870 нм: а) - електрофорез не застосовується, б) - електрофорез застосовується.
Метод природного осадження пов'язаний з низкою складнощів. Якщо розміри кварцових сфер досить малі (<300 нм), вони можуть не утворити осаду, оскільки енергія теплового руху стає порівнянної з енергією гравітаційного поля. З іншого боку, при осадженні великих сфер (діаметром> 550 нм) швидкість їх осадження настільки велика, що отримати впорядковані масиви стає скрутно, а при подальшому збільшенні розмірів сфер - практично неможливо.
У зв'язку з цим для збільшення швидкості седиментації малих сфер і зменшення - великих використовували електрофорез. У цих експериментах вертикальне електричне поле (залежно від його напрями) в одних випадках "збільшувало", а в інших - "знижувало" силу тяжіння, що діє на частинки. Як і очікувалося, чим повільніше проводили процес осадження, тим більше впорядкованими виходили зразки. Наприклад, в роботі було показано, що при природному осадженні кварцових частинок діаметром 870 нм формується колоїдний кристал з повністю невпорядкованою структурою (Рис. 23а). Використання ж електрофорезу дозволяє отримувати досить добре упорядкований матеріал (рис. 23б). При осадженні кварцових частинок діаметром 205 нм використання електрофорезу значно збільшувало швидкість седиментації (Від 0,09 у разі природного осадження до 0,35 мм/год). В результаті колоїдний кристал утворювався не за 2 місяці, а менш ніж за два тижні, причому погіршення оптичних властивостей не відбувалося.
Іншим способом упорядкування колоїдних сфер є метод осадження на мембр...
