Регистрация / Вход
Прислать материал

«Лазерное наноструктурирование поверхности твердых тел.»

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.513.11.3317
Организация
ИПФ РАН
Руководитель работ
Сергеев Александр Михайлович

Результаты работ должны способствовать дальнейшему инновационному развитию российских технологий в данном приоритетном направлении Программы.
Дальнейшее развитие научно-технического сотрудничества, стимулирование научно-технологического и информационного обмена между Российской Федерацией и странами Европейского союза и повышение международной научной мобильности ученых.

Этапы проекта

1
29.06.2007 - 30.11.2007
Путем использования интерференции двух пучков излучения XeCl (длина волны 308нм) лазера созданы поверхностные структуры субмикронных масштабов с изменяющимся в пространстве периодом. В качестве материала, на котором изготавливались структуры, использовались плёнки TiO2 и кварцевые стёкла. Наноразмерные структуры на кварце представляют интерес как фазовые маски и штампы для нанопечати.
Также получены выражения для картины интерференции двух расходящихся пучков когерентного излучения с квадратичными фазовыми фронтами в квазиоптическом приближении. Основной вывод из выполненного анализа заключается в том, что при использовании двух лазерных пучков с различными фазовыми фронтами возможно изменение характеристик получаемых решёток в широком диапазоне параметров. Результаты анализа использовались для расчёта и диагностики созданных структур.
Экспериментально исследовано формирование выпуклых нано- и микроструктур на поверхности окрашенных ПММА образцов при воздействии импульсного излучения второй гармоники Nd:YAG лазера. Лазерное излучение локализовалось на поверхности материала как путем фокусировки линзами, так и посредством использования эффекта усиления поля прозрачными микрошариками субмикронного размера, размещенными на гладкой поверхности полимера. Найдены пороги формирования структур и оптимальные режимы лазерной обработки для создания выпуклых структур высокого качества. Установлено, что процесс структурирования определяется двумя эффектами: лазерного свеллинга и перераспределения расплава силами поверхностного натяжения.
Развита методика лазерного наноструктурирования окрашенных полимерных материалов с использованием эффекта ближнепольного усиления и локализации лазерного излучения прозрачными микрошариками. Впервые созданы и исследованы одиночные выпуклые наноструктуры и группы наноструктур высотой от 5 до 100 нм и диаметром от 100 до 300 нм на поверхности объемных и пленочных образцов ПММА при помощи этой методики.
При фокусировке лазерного излучения линзами и объективами исследованы зависимости высоты и диаметра выпуклых микроструктур от плотности энергии лазерного импульса и изучена форма микроструктур. Получены выпуклые микроструктуры высотой от 0.01 до 5 мкм и диаметром от 5 до 200 мкм. В найденном нами оптимальном режиме микрообработки получены матрицы выпуклых микроструктур (растры микролинз) высотой от 1 до 1.4 мкм, диаметром 100 – 140 мкм, и с шагом 200 мкм. На поверхности ПММА образцов созданы выпуклые рельефные рисунки из одиночных микроструктур и из линий в виде выпуклого валика такие, как спирали, вложенные квадраты, круги, звезды, треугольники, и надписи.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"

Программное мероприятие

1.3 Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований и создание научно-технического задела в области индустрии наносистем
Продолжительность работ
2007, 5 мес.
Бюджетные средства
1,5 млн
Организация
ИБХ РАН
профинансировано
Продолжительность работ
2007, 5 мес.
Бюджетные средства
2 млн
Организация
ИНХС РАН
профинансировано
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области индустрии наносистем и материалов, выполняемых в рамках международного научного сотрудничества со странами Европейского союза
Продолжительность работ
2007, 5 мес.
Бюджетные средства
12 млн
Количество заявок
36
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области живых систем, выполняемых в рамках международного научного сотрудничества со странами Европейского союза
Продолжительность работ
2007, 5 мес.
Бюджетные средства
15 млн
Количество заявок
21
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области энергетики и энергосбережения, выполняемых в рамках международного научного сотрудничества со странами Европейского союза
Продолжительность работ
2007, 5 мес.
Бюджетные средства
8 млн
Количество заявок
12
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела по приоритетному направлению «Индустрия наносистем и материалов» с участием научных и исследовательских организаций стран Европейского Союза.
Продолжительность работ
2011 - 2013, 28 мес.
Бюджетные средства
98 млн
Количество заявок
56
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела по приоритетному направлению «Живые системы» с участием научных и исследовательских организаций стран Европейского Союза.
Продолжительность работ
2011 - 2013, 28 мес.
Бюджетные средства
112 млн
Количество заявок
50