ИСТИНА

Зависимость положения фотонной запрещённой зоны от показателя преломления вещества, заполняющего поры, открывает широкие возможности для использования фотонных кристаллов из анодного оксида алюминия в качестве химических и биосенсоров. Известные в литературе методы получения фотонных кристаллов, использующие растворы серной [1], щавелевой [2] и селеновой [3] кислот при анодировании алюминия, создают разветвленные поры с малым диаметром пор (менее 50 нм), что ограничивает круг анализируемых веществ и увеличивает время отклика сенсоров. Формирование пористых структур с неветвящимися порами, диаметр которых периодически изменяется по толщине плёнки, может значительно повысить быстродействие оптических сенсоров. Поры, с диаметром значительно превышающие 50 нм, формируются при анодировании в фосфорной кислоте, однако, в литературе отсутствуют данные об использовании такого метода для получения одномерных фотонных кристаллов. Целью данной работы был синтез одномерных фотонных кристаллов анодированием алюминия в фосфорной кислоте и исследование их сенсорных свойств. В ходе работы были впервые получены одномерные фотонные кристаллы путём электрохимического окисления алюминия в 0,1 М H3PO4 при 0°C. Для этого был использован режим анодирования с модуляцией напряжения от плотности заряда анодирования U(q) [4]. Полученные фотонные кристаллы характеризуются интенсивными минимумами пропускания в ближнем инфракрасном диапазоне. Модуляция напряжения в диапазоне 160 – 200 В с периодом плотности заряда 0,52 – 1,03 Кл/см2 позволила получить поры диаметром 180 – 240 нм. Отношение толщины к плотности заряда составило 553 ± 6 нм·см2·Кл-1. Эффективный показатель преломления полученных фотонных кристаллов составил 1,53 ± 0,02. Положение фотонной запрещенной зоны определяется периодом профиля U(q) и лежит в диапазоне 0,9 до 1,7 мкм. Для оценки сенсорных свойств фотонных кристаллов анодного оксида алюминия была использована модельная система вода–этиленгликоль. Установлено, что аналитический сигнал в виде сдвига положений фотонных запрещенных зон увеличивается с ростом концентрации этиленгликоля. Лучшими аналитическими характеристиками обладает фотонный кристалл, полученный с периодом плотности заряда анодирования 0,82 Кл/см2. Для этого образца коэффициент чувствительности составил 133,1 ± 0,2 нм/единицу показателя преломления, нижний предел обнаружения - 0,505 ± 0,001 %.