КРЕМНИЕВЫЕ И КВАРЦЕВЫЕ МИКРОКАНАЛЬНЫЕ ПЛАСТИНЫ Характеристика Микроканальная пластина (МКП) – элемент оптических и электромеханических устройств различного функционального назначения, представляет собой регулярную систему микроканалов квадратного сечения с вертикальными стенками, длина которых достигает сотен микрометров, а поперечные размеры лежат в диапазоне единиц и десятков микрометров. МКП изготавливается из монокристаллического полупроводникового кремния с применением технологических процессов микроэлектроники и электрохимии. Исходная базовая структура состоит из кремния (кремниевая МКП – Si-МКП); последующая – включает в себя поверхностный диэлектрический слой двуокиси кремния, SiO2/Si-МКП; и, наконец, кварцевая МКП, SiO2-МКП, полностью состоит из SiO2. Область применения определяется функционализацией поверхности этих МКП. Базовая Si-МКП имеет следующие характеристики: Микроканалы - поперечный размер - длина - толщина стенки - угол наклона Удельная поверхность Коэффициент прозрачности Внешний размер квадратное сечение с осью <100> и стенками {011} 3÷9 мкм 5÷400 мкм 0,5÷4 мкм 0÷10° ∼ 1 м2 / г или ∼ 0,4 м2 / см3 0,6÷0,9 ≤ 65 мм Технико-экономические преимущества МКП на основе кремния имеет преимущества перед стандартными стеклянными МКП практически для всех применений. В технологии изготовления Si-МКП используются операции, хорошо отработанные в полупроводниковой промышленности, в частности, маскирующая фотолитография. В результате получаемая геометрия Si-МКП имеет равномерный и четкий рисунок на структурах большого формата, параметры которых могут варьироваться в широких пределах. Появляется возможность интеграции с другими функциональными элементами. Si-МКП предоставляет возможность более широкого выбора функциональных слоев, требующих высоких температур нанесения (стеклянные МКП, изготавливаемые из свинцовосиликатных стекол, не выдерживают нагревания выше 350 °С). Области применения Si-МКП нашли свое применение в опто- и фотоэлектронике в качестве усилителей изображения в электронно-оптических преобразователях, элементов рентгеновской оптики (коллимирующие и фокусирующие устройства, матрицы для регистрации рентгеновского изображения), коротковолновых оптических фильтров, детекторов космических излучений. Si-МКП представляет собой двумерный фотонный кристалл, на основе которого могут быть созданы модуляторы света, волноводы с малыми потерями, микрорезонаторы высокой добротности. Si-МКП могут быть использованы как элементы фильтров газов и жидкостей, биосенсорных устройств, реакторов для проведения каталитических реакций, приборов медицинской диагностики. На основе Si-МКП получены конденсаторы большой удельной емкости, солнечные элементы. Уровень и место практической реализации Разработана лабораторная технология создания кремниевых и кварцевых МКП. a) б) в) 1 9 мкм г) 5° 340 мкм 450 мкм 1 2 2 3 3 е) д) Кремниевые МКП: а) внешний вид пластин диаметром 25 мм; б) вид на просвет; в) дифракция лазерного излучения на Si-МКП; г), д) и е) изображения несквозных микроканалов сверху и сбоку при разных увеличениях. Патентная защита Охраняется ноу-хау. 2 Коммерческие предложения Предполагается в рамках договора о дальнейших исследованиях провести разработку функциональных устройств с последующей совместной коммерциализацией. Ориентировочная стоимость Стоимость зависит от функционального назначения изделия. Контактная информация Институт физики полупроводников СО РАН, просп. ак. Лаврентьева, 13, г. Новосибирск, 630090 Ученый секретарь к.ф.-м.н. Лучинин Сергей Данилович Тел.: (383) 333-24-88, факс: (383) 333-27-81 E-mail: luch@isp.nsc.ru http://www.isp.nsc.ru 3