Студент ТУСУРа разрабатывает технологию, которая позволит реализовывать фотовольтаические пинцеты

Студент ФЭТ ТУСУРа Роман Анисимов получил грант программы «УМНИК» на разработку технологии для захвата и структурирования нано-и микрообъектов фотоиндуцированными электрическими полями, формирующимися в легированных медью кристаллах ниобата лития (LiNbO₃) вследствие фотовольтаического эффекта.

«Актуальность исследования связана в первую очередь с возможностью реализации фотовольтаических пинцетов, которые, могут найти применение в различных областях — от фотоники и нанотехнологий до биологии и медицины», — отмечает Роман Анисимов.

Например, они могут применяться при создании микроаналитических медицинских устройств (системы lab-on-a-chip или m-TAS), при изготовлении масок и дифракционных оптических элементов, которые можно реконфигурировать (голографические решётки, линзы Френеля и брэгговские отражатели), также фотовольтаические поля, ответственные за эффекты улавливания объектов, могут использоваться в качестве датчика заряда для захваченных частиц при создании сенсорных устройств и при решении многих других задач.

Основа для успешной реализации проекта — в предварительных исследованиях. Роман Анисимов выступил соавтором нескольких научных работ, на данный момент уже разработана методика для исследования диффузионно легированных ионами медью кристаллов ниобата лития. В основе проекта победителя программы «УМНИК» также лежит математическая модель динамики формирования поля пространственного заряда в образце X-среза ниобата лития с диффузионным легированием фотовольтаически активной примесью в результате засветки его двумя интерферирующими гауссовыми пучками на начальном участке записи.

«На данном этапе стоит задача разработать метод управления движением микро- и нанообъектов фотоиндуцированными электрическими полями, формирующимися в легированных медью кристаллах ниобата лития при перераспределении зарядов половушечными донорным центрам, вследствие фотовольтаического эффекта, — отмечает студент ФЭТ ТУСУРа. — Это позволит использовать маломощный с длиной волны 532 нм, работающий в непрерывном режиме. Технология диффузионного легирования из металлических плёнок в кристалле LiNbO₃ позволит в значительных пределах контролировать фотовольтаические свойства получаемых образцов. Это даст возможность оптимизировать условия формирования в них фотоиндуцированных полей пространственных зарядов, а в перспективе — реализовать фотовольтаические пинцеты».

Помимо разработки фотовольтаических пинцетов, данные исследования могут найти применение для записи динамических голограмм с заданными параметрами, в интегральных оптических устройствах, для реализации постоянной памяти, фильтров, корреляторов и т. д.