Материалы, структура которых характеризуется периодическим изменением коэффициента преломления на масштабе, сопоставимом с длиной волны света, называют фотонными кристаллами. В случае формирования пористых пленок оксида алюминия электрохимическим способом модуляцию пористости материала можно создать с помощью периодического изменения напряжения анодирования [1]. В случае изменения показателя преломления лишь вдоль одного направления фотонный кристалл называют одномерным или брегговским зеркалом.
Одномерные фотонные кристаллы на основе анодного оксида алюминия обладают большими перспективами практического использования во многих областях: от оптоэлектроники до декоративных покрытий. Сейчас существует множество режимов анодирования алюминия, позволяющих получать периодическую модуляцию пористости. При этом в литературе недостаточно данных о зависимости оптических свойств фотонных кристаллов на основе анодного оксида алюминия от количества периодов в структуре плёнки.
В нашей группе проведено систематическое исследование оптических свойств фотонных кристаллов на основе анодного оксида алюминия с количество периодов от 1 до 300 [2]. Яркая насыщенная окраска, необходимая для декоративных покрытий на поверхности алюминиевых деталей, достигается для 150 и более периодов структуры. При этом для получения узкой и интенсивной фотонной запрещённой зоны достаточно 75 периодов структуры.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 17-03-01369 и 14-08-00838).
[1] B. Wang, G.T. Fei, M. Wang, M.G. Kong, L.D. Zhang, Preparation of photonic crystals made of air pores in anodic alumina, Nanotechnology. 18 (2007) 365601. doi: 10.1088/0957-4484/18/36/365601.
[2] S.E. Kushnir, K.S. Napolskii, Thickness-dependent iridescence of one-dimensional photonic crystals based on anodic alumina, Mater. Des. 144 (2018) 140–150. doi: 10.1016/j.matdes.2018.02.012.