Аннотация:· Синтезированы высококачественные пленочные опалы и инвертированные опалы на основе
ZnO, SiO2, TiO2, Fe2O3, WO3, MnOx, BiFeO3. Исследованы основные закономерности
изменения структуры при инвертировании: показано наследование инвертированными
опалами доменной структуры полистирольной матрицы и отсутствие значительных изменений
толщины образца в результате инвертирования. Установлено, что основными параметрами,
определяющими структуру инвертированного опала являются качество исходного темплата и
линейное сжатие в процессе инвертирования. Предложены подходы к синтезу
высококачественных опалов и инвертированных опалов с характерным размером домена
более 100 мкм. Высокое структурное совершенство образцов подтверждено
спектроскопическими измерениями.
· Разработана методика анализа чередования слоев в структуре пленочных опалов и
инвертированных опалов с помощью малоугловой рентгеновской и лазерной дифракции,
основанная на измерении и анализе распределения интенсивности рассеяния вдоль
брэгговских стержней типа (10). Было показано, что пленочные образцы, как правило, имеют
структуру близкую к ГЦК с характерными значениями параметра α ~ 0.70-0.90. На
распределениях интенсивности можно отметить рефлексы, близкие к рефлексам ГЦК с
чередованием слоев как ABC, так и ACB. С помощью малоугловой рентгеновской дифракции
показано, что участки с чередованием слоев типа ABC и ACB разнесены в плоскости образца,
и характерный размер таких участков составляет 0.5-1.5 мм.
· С помощью малоугловой рентгеновской дифракции выявлен и охарактеризован новый тип
дефектов в пленочных опалах – парные наклонные дефекты упаковки. Данные дефекты
проявляются на дифракционных картинах, полученных в направлении (110), в виде линий –
брэгговских стержней, соединяющих ГЦК рефлексы, а на микрофотографиях – в виде
характерных ступенек с локальной квадратной симметрией.
· Предложена методика характеризации доменной структуры инвертированных опалов,
основанная на лазерной дифракции. Методика позволяет быстро находить участки с
одинаковой ориентацией доменов в структуре путем сканирования образца лазерным пучком
и анализа наблюдаемых дифракционных картин.
· Предложен подход к синтезу пленочных бинарных коллоидных кристаллов с заданной
симметрией параллельного подложке слоя методом вертикального соосаждения микросфер
двух типов. Показано, что при фиксированном соотношении размеров частиц (1000нм/220
нм) и их концентраций (1/3) наблюдается зависимость доли образца с квадратной
симметрией упаковки частиц от суммарной концентрации ростового раствора. Наибольшая
доля квадратной симметрии (около 65% поверхности) была получена при наименьшей
ростовой концентрации, тогда как при постепенном повышении концентрации доля
квадратной симметрии значительно падает - до 5-10%. При вертикальном осаждении только
крупных микросфер наблюдается гексагональная симметрия слоя. С помощью метода
малоугловой рентгеновской дифракции показано, что структура с квадратной симметрией
параллельного подложке слоя – ГЦК, а с гексагональной симметрией параллельного подложке
слоя – СГПУ.