федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева»

Свежие новости

События

Новые искусственные материалы упростят биохимические анализы

Новые искусственные материалы упростят биохимические анализы

Самарский университет

Разработан простой метод лазерной нанофабрикации

Гранты Российский научный фонд СМИ о Самарском университете Нанофотоника и дифракционная оптика (ЦКПО) кафедра технической кибернетики партнеру Исследования Наука Сойфер Виктор Хонина Светлана Достижения сотрудников достижения
12.09.2019 2019-09-13
Российские ученые разработали новый простой метод лазерной нанофабрикации, который позволяет изготавливать сенсорные подложки для химических, биологических и экологических исследований, а также получать новые материалы — метаповерхности. Результаты исследования опубликованы в журнале Applied Surface Science.
Метаповерхности — это новые, искусственно создаваемые материалы, призванные управлять электромагнитными волнами различной природы. Они определенным образом изменяют амплитуду или фазу падающего на них света, а также способны контролировать его поляризацию.
Исследователи Физического института им. П.Н. Лебедева (Москва), Института автоматики и процессов управления ДВО РАН/ДВФУ (Владивосток) и Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королева разработали технологию лазерной нанофабрикации с помощью дифракционных оптических элементов, изготовленных на кварцевых подложках.
По словам ученых, с помощью нового, простого и высоковоспроизводимого метода сверхскоростной лазерной нанофабрикации можно изготавливать различные сенсорные подложки, работающие на эффектах поверхностно-усиленного инфракрасного (ИК) поглощения. Это особенно важно для анализа химических веществ и биопроб во многих сферах науки и жизни.
"Метод позволяет не только экономически эффективно изготавливать различные функциональные метаповерхности, но также и производить их точную характеристику с помощью обычных лабораторных спектроскопических инструментов", — рассказала РИА Новости профессор кафедры технической кибернетики Самарского университета Светлана Хонина.
Ученые сообщили, что им удалось продемонстрировать высокопроизводительную печать микроотверстий на поверхности тонких пленок золота со скоростью свыше 10⁷ элементов в секунду.
Две ключевые технологии, использованные учеными, — это лазерная абляция (удаление вещества с поверхности лазерным импульсом) тонких металлических пленок и формирование лазерных пучков в виде набора световых пятен.
"Такая абляционная лазерная нанофабрикация с использованием современных импульсных лазерных систем стала относительно дешевой, "чистой" и высокопроизводительной технологией фабрикации наноструктурных сенсорных метапокрытий и метаповерхностей", — рассказала Хонина.
Дифракционные оптические элементы, изготовленные учеными Самарского университета, предоставляют уникальное средство для формирования так называемых структурированных лазерных пучков, что позволяет лучше контролировать процесс лазерной абляции и производить обработку материалов в нужном ключе.
Ученые Самарского университета одними из первых начали заниматься этой проблематикой. Школа дифракционной оптики университета существует более 30 лет под руководством академика РАН Виктора Сойфера. Специалисты с помощью разработанного ими программного обеспечения рассчитали, а затем изготовили дифракционные оптические элементы, позволившие разделить исходный лазерный луч на множество лучей.
Исследование поддержано грантом Российского научного фонда.
В перспективе исследователи планируют еще больше ускорить и удешевить процесс изготовления метаповерхностей с нужными свойствами и сделать производство различных активных и пассивных оптических элементов и сенсоров более доступным. Для этого они займутся решением задачи выхода на скорость пороговой абляционной нанофабрикации порядка 10⁹ структур в секунду с пространственным разрешением на уровне 1 микрометра.
Источник: ria.ru