Размер шрифта:
+
Цвет сайта:
Изображения:

Учёные ТУСУРа разрабатывают оптические сенсоры на основе плёнки оксида индия

26 августа 2021
Учёные ТУСУРа разрабатывают оптические сенсоры на основе плёнки оксида индия

Проект «Физические основы возбуждения и распространения поверхностных электромагнитных волн в структурах диэлектрик/плёнка ITO для формирования оптических сенсоров» ведущего научного сотрудника лаборатории ИОР Юрия Жидика получил грантовую поддержку РНФ.

Учёные ТУСУРа планируют разработать новые подходы в формировании газочувствительных и биомедицинских оптических сенсоров на основе выявленных закономерностей возбуждения и распространения поверхностных электромагнитных волн в структурах диэлектрик/плёнка ITO. Они смогут применяться при создании датчиков для техносферной безопасности, высокоточных температурных датчиков, а также в медицине.

«Технология оптических биосенсоров, функционирующих на основе эффекта поверхностного плазмонного резонанса, становится одним из основных подходов при исследовании разнообразных межмолекулярных взаимодействий, — отмечает Юрий Жидик. — Она носит универсальный характер и позволяет регистрировать взаимодействия между молекулярными объектами в широком диапазоне концентраций. Биосенсоры на основе поверхностного плазмонного резонанса имеют очень высокую точность и чувствительность, что и обусловливает их всё нарастающее применение как в фундаментальных, так и в прикладных исследованиях».

Фундаментом для проекта молодого учёного стали результаты, полученные в лаборатории интегральной оптики и радиофотоники (ИОР) при кафедре физической электроники. На её базе проводится разработка технологии осаждения и исследование электрофизических свойств плёнок оксида индия, легированного оловом (ITO), а также исследование возбуждения и распространения поверхностных электромагнитных волн при возникновении поверхностного плазмонного резонанса в структурах диэлектрик/металлическая плёнка.

«Профессору нашей кафедры Серафиму Всеволодовичу Смирнову при проведении предварительных исследований удалось зарегистрировать возбуждение поверхностных электромагнитных волн в структурах диэлектрик/металлическая плёнка титана. После чего под его руководством студентами и аспирантами кафедры началось активное исследование этого явления, — рассказывает молодой учёный. — Одновременно с этим понимание физики происходящего процесса и перспективы применения хорошо исследованного нами к этому моменту материала ITO позволили спрогнозировать преимущества использования структур диэлектрик/плёнка ITO в составе оптических сенсоров».

Традиционно в качестве проводящего слоя используются дорогостоящие металлы: золото, платина. Применение в качестве проводящего слоя плёнок ITO имеет преимущество в возможности обеспечения заданной концентрации электронов проводимости проводящего материала. Изменение концентрации электронов проводимости позволяет выбрать длину волны, на которой наблюдается поверхностный плазмонный резонанс, и соответственно скорректировать длину волны работы оптического сенсора. Соответственно с помощью одного материала можно изготавливать оптические датчики для сенсоров, которые работают в широком спектральном диапазоне. Это значительно расширяет функционал аналитического оборудования, использующего такого типа сенсоры.

«Благодаря этому мы можем добиться высокой чувствительности и необходимых условий работы создаваемых впоследствии оптических сенсоров, настраивая их под конкретные задачи. На данный момент основные трудности заключаются в решении одной из распространённых проблем оптики: ввод – вывод оптического излучения в твёрдом теле сопровождается большими потерями, связанными с отражением и рассеиванием света. Для решения этой задачи будет активно задействовано специализированное оборудование нашей лаборатории ИОР».

В России подобных исследований практически не проводится. При этом они вызывают большой интерес со стороны промпартнёров.

«Наш проект, как вся деятельность нашей лаборатории, нацелен на практическую реализацию, — отмечает Юрий Жидик. — Оптические сенсоры, созданные на основе выявленных закономерностей возбуждения и распространения поверхностных электромагнитных волн в структурах диэлектрик/плёнка ITO, способны занять достойную нишу в сфере аналитических исследований».

Научно-исследовательская лаборатория интегральной оптики и радиофотоники (ИОР) создана в качестве структурного подразделения ТУСУРа в январе 2020 года под руководством Евгения Ерофеева, а с февраля начала свою полноценную работу. Лаборатория, деятельность которой направлена на создание сверхширокополосных оптоэлектронных устройств, получила грант в размере 23 миллионов рублей и начала свои разработки.

Другие новости

06 октября 2021

Российский Форум «Микроэлектроника 2021» проходит в Алуште 3 – 9 октября.  Делегация ТУСУРа принимает участие в деловой программе мероприятия.

17 сентября 2021

Томский госуниверситет систем управления и радиоэлектроники принял активное участие в Международной выставке по электронике, компонентам, оборудованию и технологиям «ChipEXPO». Разработки университета вызвали большой интерес у гостей и участников мероприятия.

14 октября 2021

Статья учёного Томского госуниверситета систем управления и радиоэлектроники, посвящённая способу определения степени деградации различных материалов под действием радиации, опубликована в одном из самых высокорейтинговых научных журналов по полимерам Polymer Degradation and Stability.

23 сентября 2021

25–26 сентября в Москве пройдёт одно из ключевых событий Года науки и технологий — фестиваль «Техносреда». На территории ВДНХ свои разработки и открытия представят ведущие научно-технологические компании, вузы и научно-исследовательские институты, учёные и лидеры научной среды.