ЗА РАЗРАБОТКУ ФИЗИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ И ОСНОВАННЫХ НА НИХ МЕТОДОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ С ЗАДАННЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ДЛЯ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ, БИО - И ХИМИЧЕСКИХ ДАТЧИКОВ, ОТЛИЧАЮЩИХСЯ ПРОСТОТОЙ И ВОЗМОЖНОСТЬЮ ФОРМИРОВАНИЯ СУБМИКРОННЫХ 3 Х - МЕРНЫХ СТРУКТУР В ОБЪЕМЕ КОМПОЗИТА Редьков Алексей, СПБГПУ Участие в « У. М. Н. И. К.» 1 й год

Область исследования В ходе работы изучаются особенности создания стеклометаллических нанокомпозитов методом отжига стекла, содержащего ионы металла, в водороде.

Область исследования Метод позволяет создавать трехмерные оптические структуры с характерным масштабом в сотни нанометров в объеме стекла, а также металлические островковые пленки на его поверхности.

Процесс формирования композитного материала Молекулы водорода Silver ions (Ag + ) Стекло, содержащее ионы серебра Silver atoms (Ag 0 ) Hydrogen atoms (H 0 ) Отжиг в водороде Островки из серебра Hydrogen ions (H + )

Преимущества метода Простота Не требуется вакуумирования, только печь с модулем термостабилизации Масштабируемость При увеличении размеров обрабатываемого стекла качество не ухудшается

Уровень разработки С использованием экспериментальных данных построена физическая и математическая модели формирования металлических наночастиц в объеме и на поверхности стекла. Модель позволяет предсказать распределение наночастиц по пространству и размерам, которое определяет оптические свойства композита. Проводятся эксперименты по уточнению параметров модели.

Практическое применение Подложки для образцов при использовании рамановской спектроскопии (SERS), био - и химические датчики Вследствие эффекта поверхностного плазмонного резонанса между островками происходит локальное усиление электрического поля вплоть до раз (!), что может значительно увеличить чувствительность датчика. Подложки для образцов при использовании рамановской спектроскопии (SERS), био - и химические датчики Вследствие эффекта поверхностного плазмонного резонанса между островками происходит локальное усиление электрического поля вплоть до раз (!), что может значительно увеличить чувствительность датчика.

Практическое применение Фильтры, элементы оптических трактов, дифракционные решетки

План НИОКР Первый этап : отработка технологии производства подложек с оптимальной плотностью металлических « островков », патентование данного технологического режима Второй этап : изготовление и комплексное испытание опытной партии, передача подложек в лаборатории ФТИ, Института проблем машиноведения

Коммерческие перспективы На мировом рынке представлена продукция нескольких фирм, которые занимаются коммерческим производством SERS- подложек по различным технологиям : o Renishaw Diagnostics (United Kingdom) o MaRS Technology Corporation (China) o Raman Systems(USA) o API Technologies o Sensoram

Коммерческие перспективы Средняя цена SERS- подложки на рынке : от за см 2 Технология отжига стекла в водороде позволяет производить их по конечной цене : за см $ 20$

Коммерческие перспективы Практически все предлагаемые SERS- подложки ( в том числе и получаемые нами в процессе отжига ) на сегодняшний день не рассчитаны на длительную эксплуатацию. Таким образом, лаборатории становятся постоянными клиентами.

Возможный инвестор « ОПТЭК » лидер в России по производству приборов фонового мониторинга атмосферы, аналитических систем на основе спектроскопии КР света

Спасибо за внимание !