Молодой сотрудник кластера лаборатории нано-биоинженерии и международной лаборатории гибридных фотонных наноматериалов одержал победу в конкурсе на право получения грантов Президента Российской Федерации

Молодой научный сотрудник кластера лаборатории нано-биоинженерии и международной лаборатории гибридных фотонных наноматериалов, кандидат физ.-мат. наук Виктор Кривенков, одержал победу в конкурсе на право получения грантов Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых – кандидатов наук (Конкурс МК-2020, https://grants.extech.ru/grants/res/winners_list_new.php?year=2020&TZ=K). Предложенный им фундаментальный проект посвящен разработке светоизлучающих гибридных плазмон-экситонных материалов с увеличенной эффективностью фотолюминесценции на основе полупроводниковых нанокристаллов и металлических наночастиц.

Целью проекта является повышение эффективности фотолюминесценции полупроводниковых нанокристаллов за счет ближнепольного взаимодействия с плазмонными наноструктурами и образования связи свет-вещество, в перспективе применений для медицинской диагностики и оптоэлектроники

 

В последнее десятилетие флуоресцентные нанокристаллы, такие как квантовые точки, привлекают все больше внимания в качестве материала для создания светоизлучающих элементов, био-визуализации и медицинской диагностики. При размере менее 10 нм, квантовые точки обладают широким спектром поглощения, узким спектром люминесценции, квантовой эффективностью, близкой к 100% и уникально высокой яркостью, что обеспечивается крайне высокими сечениями поглощения. Эти особенности, в сочетании с высокой фотостабильностью, обеспечивают рекордные сравнительные преимущества квантовых точек по сравнению с органическими красителями. В практику уже уверено вошли светоизлучающие устройства на основе квантовых точек (QD-LED) и тонкопленочные дисплеи, отличающиеся улучшенной насыщенностью цвета и освещения, а также высоким индексом цветопередачи (CRI). Благодаря небольшим размерам квантовых точек и их высокой стабильности в биологических средах эти наноматериалы могут быть использованы и для новых систем детекции и диагностики, а также для создания гибридных материалов со свойствами эффективного преобразования световой энергии.

Металлические плазмонные наночастицы (ПНЧ) обладают на порядки большими значениями коэффициентов экстинкции на единицу объема, нежели полупроводниковые квантовые точки. Эта особенность делает их рекордно эффективными светопоглотителями по сравнению со всеми известными наноматериалами. Однако способность ПНЧ к фотолюминесценции крайне низка, что не позволяет использовать их в качестве флуоресцентного материала. Объединить преимущества квантовых точек и ПНЧ можно благодаря эффектам ближнепольного взаимодействия между этими наночастицами, возникающими на расстояниях порядка 10 нм. После поглощения световой энергии в плазмонной частице возбуждаются локализованные колебания электронной плотности (плазмоны), что приводит к тому, что энергия электромагнитного поля концентрируется вблизи поверхности ПНЧ и поглощается близкорасположенными полупроводниковыми квантовыми точками. Ожидается, что этот эффект будет вызывать дальнейшее повышение эффективности фотолюминесценции полупроводниковых нанокристаллов, что позволит существенно улучшить их сравнительные преимущества по сравнению с органическими флюорофорами и дополнительно расширить области их практических применений.

Контакты:

Научный сотрудник В. А. Кривенков (vkrivenkov@list.ru)

Директор по внешним связям М. Г. Коренкова (MGKorenkova@mephi.ru)

Лаборатория нано-биоинженерии,
Национальный Исследовательский Ядерный Университет "МИФИ", Каширское шоссе, д. 31, 115409 Москва.
www.lnbe.mephi.ru

 
 
 
© 2012 Laboratory of Nano-BioEngineering