Исследование Квазидвумерных И Квазитрехмерных Упорядоченных Пористых Структур Методами Малоугловой Дифракции В Скользящей Геометрии

Abstract

Метод малоуглового рассеяния синхротронного излучения в скользящей геометрии (GISAXS) впервые применен для исследования структуры приповерхностных слоев тонких металлических инвертированных опалов. На основании численной модели процесса рассеяния выделены вклады форм-фактора и структурного фактора в картину малоугловой дифракции. Взаимодополняющее использование SAXS-и GISAXS-методик позволило получить независимую информацию об объемных и поверхностных свойствах образцов, опреде-лить тип дефектов исследуемых структур. Результаты измерений были верифицированы с помощью атомно-силовой микроскопии. ВведениеВ последнее время активно исследуются метамате-риалы, физические свойства которых в значительной степени определяются искусственно созданной перио-дической структурой составляющих их элементов [1,2]. Важным направлением исследований является изуче-ние двумерных метаматериалов -метаповерхностей. В то же время быстрое развитие методов синтеза делает возможным создание трехмерно-упорядоченных наноструктур [3-7] -так называемых кластерных ре-шеток. В частности, большой интерес представляют инвертированные опалоподобные структуры (ИОПС), состоящие из кластеров субмикронных размеров ок-таэдрической и тетраэдрической формы, соединенных друг с другом вершинами и образующих гранецентри-рованную кубическую (ГЦК) решетку. Такие структуры получают заполнением пустот между монодисперсными сферическими частицами полистирола или оксида крем-ния диаметром D от 150 nm до 2.5 µm, образующими искусственные опалы (коллоидные кристаллы) [8][9][10]. Известно несколько способов заполнения пустот -золь-гель метод [11], полимеризация [12], ионное рас-пыление, импульсное лазерное напыление, электрохи-мическое осаждение [13], но только последний из них позволяет контролировать толщину (число монослоев) инвертированных опалов.При осаждении материала-заполнителя на один слой гексагонально-упакованных сферических частиц можно получить двумерные (2М) ИОПС, которые после уда-ления сфер представляют собой разновидность пле-ночных структур с упорядоченными порами (antidot arrays). Периодичность пор определяется размером сфе-рических частиц, а латеральный размер пор зависит от степени заполнения пустот слоя сферических ча-стиц. Двумерные ИОПС проявляют необычные плазмон-ные [14][15][16][17][18][19][20], магнонные [21,22], магниторезистив-ные [23-25] и другие свойства.При заполнении пустот нескольких слоев сфериче-ских частиц (коллоидного кристалла) получаются трех-мерные (3М) ИОПС, наследующие не только физиче-ские свойства материала внедрения, но и характеризую-щиеся пространственной анизотропией проявления этих свойств. При этом последняя обусловлена выделенными кристаллографическими осями типа {111}, вдоль кото-рых соединяются и последовательно чередуются тетра-эдры и октаэдры [9,26,27]

Изменение направления оси легкого намагничивания массивов сегментированных нанонитей Ni/Cu с увеличением длины сегмента Ni

“…Технология самосборки более проста в использовании и допускает создание образцов большей площади, однако непосредственный контроль геометрических параметров системы затруднен. Тем не менее, при помощи данного метода были успешно получены высокоупорядоченные трехмерные периодические структуры: искусственные прямые [14] и инвертированные опалы [15][16][17], мезокристаллы [18,19], гироиды [20].…”

Эволюция Картин Оптической Дифракции На Неупорядоченных Фотонных Структурах Типа Поленница

“…Макроскопический брэгговский резонанс обусловлен взаимодействием электромагнитной волны со всей структурой. Для анализа картин дифракции, наблюдаемых в экспериментах с низкоконтрастными фотонными структурами, обычно является достаточным борновское приближение теории рассеяния [5][6][7][8]. При этом основные особенности дифракции определяются структурным фактором рассеяния и форм-фактором рас-сеяния.…”