серебра и др.), а также магнитных квантовых точек, состоящих из
магнитных соединений.
В данной работе рассмотрены оптические свойства фотонных кри-
сталлов, в структуре которых присутствуют квантовые точки в виде
дефектов или периодически расположенных структурных элементов.
Такие материалы могут быть классифицированы как квантовые фотон-
ные кристаллы. В случае квантовых точек, периодически расположен-
ных в однородной матрице, вводится понятие о новом типе фотонного
кристалла — квантите. Простейшим примером квантита является одно-
родная матрица плавленого кварца, в которой периодическим образом
расположены квантовые точки из тугоплавких металлов или диэлек-
триков.
В работе приведены результаты оригинальных экспериментальных
и теоретических исследований оптических свойств квантовых фотон-
ных кристаллов, а также дан краткий обзор работ, выполненных в этом
направлении в последнее время.
Условия получения квантовых фотонных кристаллов на осно-
ве опаловых матриц.
В кристаллах, как правило, период
a
кристал-
лической решетки сравним с длиной волны де Бройля электрона и
составляет
10
−
8
см. Существуют периодические структуры с допол-
нительной периодичностью — сверхрешетки, период
d
которых может
значительно превышать атомные размеры:
d a
.
Как выяснилось в
последнее время, возможно формирование кристаллов, в которых пе-
риод сверхрешетки сравним с длиной волны видимого или ультрафи-
олетового излучения, т.е. составляет
d
10
−
5
см. Наличие периодиче-
ской структуры в веществе с периодом, близким к длине электромаг-
нитной волны видимого или ультрафиолетового диапазонов, приводит
к формированию соответствующих разрешенных и запрещенных зон
для фотонов в видимой или ультрафиолетовой областях спектра.
Таким образом, структуры, характеризующиеся наличием сверх-
решетки, период которых сравним с длиной волны видимого или
ультрафиолетового излучения, могут быть отнесены к фотонным
кристаллам. Особый интерес представляют трехмерные фотонные
кристаллы, построенные из глобул (шаров) одинакового диаметра
(200. . .600
нм). Данные структуры называют глобулярными фотон-
ными кристаллами. Типичным примером такого кристалла является
опаловая матрица, основным “строительным элементом” которой
являются шары аморфного кварца, образующие ГЦК-решетку. Эти
структуры содержат пустоты (тетраэдрического и октаэдрического ти-
пов) размером 50. . .100 нм, которые в природных опалах заполнены
водой и другими компонентами. В синтетических опалах моноразмер-
ные шары (глобулы) кремнезема имеют диаметр 200. . .1000 нм; между
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2012
113