Редьков Алексей, СПБГПУ

1. Участие в «У.М.Н.И.К.» 1й год За разработку физических моделей и основанных на них методов изготовления композитных материалов с заданными характеристиками для оптических систем, био- и химических датчиков, отличающихся простотой и возможностью формирования субмикронных 3х-мерных структур в объеме композита Редьков Алексей, СПБГПУ

2. Область исследования В ходе работы изучаются особенности создания стеклометаллическихнанокомпозитов методом отжига стекла, содержащего ионы металла, в водороде.

3. Область исследования Метод позволяет создавать трехмерные оптические структуры с характерным масштабом в сотни нанометров в объеме стекла, а также металлические островковые пленки на его поверхности.

4. Процесс формирования композитного материала Островки из серебра Отжиг в водороде Silver ions (Ag+) Hydrogen atoms (H0) Silver atoms (Ag0) Hydrogen ions (H+) Молекулы водорода Стекло, содержащее ионы серебра

5. Преимущества метода • Простота Не требуется вакуумирования, только печь с модулем термостабилизации • Масштабируемость При увеличении размеров обрабатываемого стекла качество не ухудшается

6. Уровень разработки С использованием экспериментальных данных построена физическая и математическая модели формирования металлических наночастиц в объеме и на поверхности стекла. Модель позволяет предсказать распределение наночастиц по пространству и размерам, которое определяет оптические свойства композита. Проводятся эксперименты по уточнению параметров модели.

7. Практическое применение • Подложки для образцов при использовании рамановской спектроскопии (SERS), био- и химические датчики Вследствие эффекта поверхностного плазмонного резонанса между островками происходит локальное усиление электрического поля вплоть до 105-108раз(!), что может значительно увеличить чувствительность датчика.

8. Практическое применение • Фильтры, элементы оптических трактов, дифракционные решетки

9. План НИОКР Первый этап: отработка технологии производства подложек с оптимальной плотностьюметаллических «островков», патентование данного технологического режима Второй этап: изготовление и комплексное испытание опытной партии, передача подложек в лаборатории ФТИ, Института проблем машиноведения

10. Коммерческие перспективы • На мировом рынке представлена продукция нескольких фирм, которые занимаются коммерческим производством SERS-подложек по различным технологиям: • Renishaw Diagnostics (United Kingdom) • MaRS Technology Corporation(China) • Raman Systems(USA) • API Technologies • Sensoram

11. Коммерческие перспективы Средняя цена SERS-подложки на рынке: от за см2 20$ Технология отжига стекла в водороде позволяет производить их по конечной цене: за см2 0.1-1$

12. Коммерческие перспективы Практически все предлагаемые SERS-подложки (в том числе и получаемые нами в процессе отжига) на сегодняшний день не рассчитаны на длительную эксплуатацию. Таким образом, лаборатории становятся постоянными клиентами.

13. Возможный инвестор «ОПТЭК» — лидер в России по производству приборов фонового мониторинга атмосферы, аналитических систем на основе спектроскопии КР света http://www.optec.ru

14. Спасибо за внимание!