Фотонные кристаллы на основе оксида титана важны для современной фотоники и солнечной энергетики. В частности бамбукообразные нанотрубки из диоксида титана увеличивают эффективность солнечных батарей сенсибилизированных красителем [1]. Отсутствие воспроизводимой, масштабируемой и недорогой технологии создания фотонных кристаллов на основе диоксида титана мешает практическому применению таких материалов. В нашей группе была разработана методика анодирования, позволяющая точно задавать морфологию пористых плёнок анодных оксидов вентильных металлов. Потенциал разработанного подхода был продемонстрирован на примере формирования фотонных кристаллов, получаемых с помощью анодного окисления титана [2]. В результате изменения напряжения анодирования по синусоиде в диапазоне 40 – 60 В в зависимости от плотности заряда были получены нанотрубки анодного оксида титана с постоянным внешним диаметром и периодически изменяющимся с толщиной плёнки внутренним диаметром. Варьирование положения фотонной запрещённой зоны во всём видимом диапазоне спектра было достигнуто путём изменения плотности заряда, затрачиваемой на каждом цикле анодирования.
Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (грант № 17-73-10471).
[1] D. Kim, A. Ghicov, S.P. Albu, P.Shmuki. Bamboo-type TiO2 nanotubes: improved conversion efficiency in dye-sensitized solar cell // J. Am. Chem. Soc., 130 (2008), pp. 16454-16455. doi: 10.1021/ja805201v.
[2] N.A. Sapoletova, S.E. Kushnir, K.S. Napolskii. Anodic titanium oxide photonic crystals prepared by novel cyclic anodizing with voltage versus charge modulation // Electrochem. Commun., 91 (2018), pp. 5-9. doi: 10.1016/j.elecom.2018.04.018.