ИСТИНА

В последнее время всё более интенсивно развивается научное направление, связанное с разработкой сенсоров на основе фотонных кристаллов (ФК). Аналитическим сигналом таких устройств служит сдвиг положения фотонной запрещённой зоны (ФЗЗ), возникающий из-за изменения эффективного показателя преломления ФК при заполнении пор анализируемым раствором. Перспективными для применения в качестве сенсоров являются одномерные ФК на основе анодного оксида алюминия (АОА) с периодическим изменением эффективного показателя преломления вдоль нормали к поверхности пористой плёнки. Такие ФК получают с помощью анодирования алюминия с циклической модуляцией напряжения [1]. Морфологию пор и оптические свойства ФК на основе АОА удается контролировать варьируя условия анодирования. В ходе работы синтезированы 1D ФК путём анодирования алюминия в 0,1 М H3PO4 при 0 °C с модуляцией напряжения в диапазоне 160 – 200 В с периодом плотности заряда 0,52 – 1,03 Кл/см2. Следует отметить, что при таком способе получения ФК формируются поры с диаметром 180–240 нм. На спектрах пропускания положение ФЗЗ варьируется в диапазоне длин волн от 904 до 1718 нм. Для вычисления сдвигов ФЗЗ значения минимумов пропускания определяли, аппроксимируя пик ФЗЗ параболой по трём точкам и гауссианой (рис. 1, а). Для исследования сенсорных свойств ФК были использованы растворы с различной концентрацией этиленгликоля в воде. У этиленгликоля показатель преломления выше, чем у воды, поэтому с увеличением его концентрации показатель преломления раствора увеличивается. Установлено, что аналитический сигнал в виде сдвига положений ФЗЗ (Dl) увеличивается с ростом концентрации этиленгликоля (рис. 1, б). Определены аналитические характеристики ФК (табл. 1). Лучшими характеристиками обладает фотонный кристалл с периодом плотности заряда анодирования 0,82 Кл/см2. Для этого образца коэффициент чувствительности составил (133,1 ± 0,2) нм/единицу показателя преломления (RIU) и нижним пределом обнаружения (0,505 ± 0,001)%. Данный ФК выигрывает в коэффициенте детерминации (0,9999), но немного уступает по коэффициенту чувствительности (164 нм/RIU) и нижнему пределу обнаружения (0,002%) сенсорам для определения D-глюкозы [2].