Лаборатория «Анизотропные и оптически активные наноструктуры» ИТМО

Цели и задачи

• Предложена методика создания новых хиральных люминесцентных наноматериалов на основе диоксида титана путем одношагового безводного синтеза.
• Предложен новый метод оптического зондирования, основанный на хиральном распознавании оптически активных магнитных наночастиц CoFe2O4 с помощью квантовых точек типа ядро-оболочка CdSe/CdS, стабилизированных цистеином с различной хиральностью.
• Установлены закономерности влияния индуцированной хиральности Mn-легированных квантовых точек ZnS на жизнеспособность клеток A549.
• Развита физическая модель димерной формы Ce6 с соответствующими рассчитанными спектрами поглощения и кругового дихроизма, которые находятся в качественном согласии с экспериментальными данными.
• Предложена методика замены органической оболочки коллоидных квантовых точек селенида кадмия различного размера.
• Предложена физическая модель формирования гибридных структур на основе коллоидных квантовых точек CdSe/ZnS и молекул тетра(p-триметиламино)фенилпорфина, сформированных в полиэтилентерефталатных трековых мембранах.
• Определены закономерности фотоиндуцированного изменения люминесцентных свойств гибридных структур на основе наночастиц диоксида титана и квантовых точек CdSe/ZnS.
• Установлены закономерности люминесцентных и фотоэлектрических свойств гибридных структур на основе квантовых точек CdSe/ZnS и многослойного графена.
• Найдены закономерности влияния толщины оболочки полупроводниковых квантовых точек на оптические характеристики, включая оптическую активность.
• Определены закономерности оптических свойств квантовых точек сульфида свинца, встроенных в матрицу нанопористого силикатного стекла, полученные методами стационарной и нестационарной спектроскопии фотолюминесценции.
• Установлены закономерности энантиоселективного клеточного поглощения хиральных полупроводниковых нанокристаллов.
• Развита модель кругового дихроизма квантовых точек CdSe/CdS в квантовых стержнях, ориентированных во внешнем электрическом поле.
• Разработана методика сепарации рацемической смеси хиральных молекул.
• Развита процедура синтеза хиральных оптически активных полупроводниковых нанокристаллов и контроля их качества методами оптической спектроскопии и электронной микроскопии.
• Разработан метод создания двумерных самоорганизованных сверхрешеток из полупроводниковых нанокристаллов.
• Развита квантовомеханическая теория хиральных полупроводниковых наносвитков.
• Предложена теоретическая модель коллективных возбуждений суперкристаллов на основе гиротропных квантовых точек со сложными решетками, состоящими из двух или более подрешеток.
• Развита модель оптически активных молекул на основе квантовых точек, каждая из которых обладает дипольным моментом, связанным с фундаментальным межзонным переходом между состояниями размерного квантования носителей заряда.
• Предложен подход, позволяющий получить усиление энантиоселективности оптических свойств наночастиц, основанный на упорядочивании ахиральных наночастиц в хиральный суперкристалл с размерами, сравнимыми с длиной волны света.
• Предложена теоретическая модель усиления оптической активности полупроводниковых нанокристаллов при помощи ионного легирования.
• Предложена модель уширения оптических спектров поглощения ансамблями произвольно ориентированных наностержней и нанопластинок под действием статического электрического поля.
• Развита теория оптической активности топологически искаженных полупроводниковых нанокристаллов.
• Развита теоретическая модель взаимодействия сингулярного света с хиральными нанокристаллами.
• Предложен метод разделения энантиомеров хиральных неорганических наночастиц с помощью энантиоселективных оптических сил.
• Развита модель оптической активности нанокристаллов, обусловленной смешиванием квантовых состояний.

Образование и переподготовка кадров

• Организовано 16 стажировок студентов, аспирантов и молодых ученых в зарубежных университетах.
• Проведена международная конференция PCNSPA Conference 2016 (Россия).
• Защита: 2 докторские диссертации, 10 кандидатских диссертаций.
• Разработаны и внедрены в учебный процесс 5 образовательных программ и курсов лекций. Курсы лекций: «Оптические процессы в наноструктурах» (магистратура), «Оптика наноразмерных супрамолекулярных систем» (магистратура), «Наноструктуры в электронике, оптоинформационных системах, биологии, медицине» (магистратура). Образовательные программы: «Физика и технология нанострукгур» (магистратура), «Физика наноструктур» (бакалавриат).

Сотрудничество

• Тринити-колледж (Ирландия): совместные исследования в области твердотельных хиральных наноструктур, визуализации и сенсорики биообъектов с помощью наночастиц, совместные публикации, обмен студентами, аспирантами и молодыми учеными
• Университет Эксетера (Великобритания): совместные исследования в области разработки подходов к интеграции 2D-материалов на CMOS-фотонных чипах с использованием методов синтетической химии и технологии микрофлюидики, совместный проект «Graphene photonic metamaterials for fast information and communication», совместные публикации, обмен молодыми учеными
• Федеральный институт исследования и тестирования материалов (Германия): совместные исследования в области создания сенсорной наноплатформы для мультиплексного анализа клеток, совместный проект «Моделирование и дизайн сенсорной платформы на основе тройных квантовых точек для мультиплексного анализа клеток», совместные публикации, обмен молодыми учеными
• Швейцарская высшая техническая школа Цюриха (Швейцария): совместный проект «Моделирование и дизайн сенсорной платформы на основе тройных квантовых точек для мультиплексного анализа клеток»
• Университет имени Бен-Гуриона (Израиль): совместные исследования дефектов в углеродных наноструктурах, совместные публикации
• Шанхайский университет Джао Тонг (Китай): совместные исследования метаматериалов в виде ультратонких кремниевых наноструктур, совместные публикации
• Университет Хосэй (Япония): совместные исследования оптических и структурных свойств одно- и двумерных наноуглеродных материалов, совместные публикации, обмен молодыми учеными
• Государственный университет Кампинаса (Бразилия): совместные исследования гибридных материалов на основе графена и полупроводниковых квантовых точек, совместные публикации, обмен аспирантами и молодыми учеными
• Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» (Россия): совместный проект «Теоретическое моделирование энергетического спектра электронной подсистемы гибридной 2D-структуры “графен–КТ”», совместные публикации