Наука и Техника

Наука И Техника
30 августа 2015

Исследователи получили совершенно новый тип стекла, обладающего уникальными оптическими свойствами

Ученые из Чикагского университета совершенно случайно, как это часто бывает в области экспериментальных исследований, получили абсолютно новый тип стекла. Стекло, материал, который известен практически каждому человеку, является аморфным материалом, не имеющим определенной кристаллической структуры. Новый же тип стекла, наоборот, имеет упорядоченную кристаллическую структуру, а исследования свойств этого материала выявили некоторые "необычные всплески" в его оптических свойствах, что позволит в будущем использовать это стекло при создании новых высокоэффективных оптических устройств и приборов.

Новый тип стекла был получен группой профессора Хуана де Пабло (Juan de Pablo), которая работала совместно с группой ученых-экспериментаторов из университета Висконсина, возглавляемой Марком Эдиджером (Mark Ediger). Материал был получен путем испарения больших и сложных кремнийсодержащих органических молекул в условиях вакуума. Эти молекулы медленно опускались на основание из некоего материала, состав которого пока не раскрывается, пока толщина осажденного слоя не достигла необходимого ученым значения.

Полученный материал был проанализирован при помощи метода спектрографической эллипсометрии, который позволяет измерить все основные параметры взаимодействия света лазера и исследуемого материала. На графиках, отражающих оптические свойства нового типа стекла были обнаружены необычные пики и всплески, которые, как объясняют исследователи, появились в результате упорядоченной молекулярной структуры материала. А получение упорядоченной структуры явилось прямым следствием процесса изготовления, медленный процесс послойного осаждения обусловил то, что молекулы принимали строго определенную ориентацию в момент осаждения, попадая в "ловушки" собственного электрического поля и полей соседних молекул.

Следует отметить, что выращивание стекла с упорядоченной структурой возможно только в узких рамках параметров проведения процесса, основным из которых является температура окружающей среды. Но, использование других температурных диапазонов в процессе позволит получать материалы, имеющие несколько отличное молекулярное строение, нежели самый первый их полученных материалов.

"В ближайшем времени мы собираемся продолжить исследования и точно выяснить, как и какие условия процесса осаждения влияют на параметры кристаллической структуры "упорядоченного стекла"" - пишут представители Чикагского университета, - "Весьма вероятно, что при помощи такого подхода нам удастся изготовить стекло, обладающее поистине экзотическими оптическими свойствами, которое может быть использовано при создании новых высокоэффективных солнечных батарей, светодиодных и лазерных источников света и оптоволокна, позволяющего получить огромные скорости передачи данных".