Разработка подходов для установления оптических свойств неорганических и органических наноструктур методами наноспектроскопии

Объектами исследования являются отдельные полупроводниковые наноструктуры- монослойные покрытия халькогенидов металлов, нанокристаллы (НК) на основе AlN, ZnSe GaAs и НК CdSe/CdS, нанесенные на полупроводниковые и плазмонные структуры с контролируемой пространственной плотностью. Цель работы – развитие технологий формирования полупроводниковых и плазмонных наноструктур и разработка методов и подходов для определения оптических характеристик полупроводниковых и органических наноматериалов с нанометровым пространственным разрешением методами ближнепольного комбинационного рассеяния света (нано-ГКРС, или англ. TERS-tip enhanced Raman scattering), нано-ФЛ и нано-ИК спектроскопии. В результате выполнения настоящего этапа проекта развиты методы наноскопии, включая нано-КРС, нано-ИК и нано ФЛ, реализованы условия для картирования методом нано-КРС отдельного нанокристалла AlN, усиленного иглой атомно-силового микроскопа. Выполнен сравнительный анали данных, полученных с помощью нано-КРС и нано-ИК спектроскопии для отдельного нанокристалла AlN. Показано, что чувствительность метода нано-КРС для определения колебательного спектра мультиграфена может быть многократно увеличена в так называемой моде «щелевого плазмона», что может быть эффективно использована для определения его локальных структурных свойств, например, локальных механических напряжений. В результате проделанной работы удалось впервые изучить нано-ФЛ нанопроволок и выполнить картирование интенсивности межзонной ФЛ с пространственным разрешением около 20 нм. С помощью коллоидной химии и технологии Ленгмюра- Блоджетт были сформированы массивы полупроводниковых НК ZnSe на полупроводниковых подложках и нанопластинки CdSe/CdS на плазмонных подложкках, для которых определены условия для поверхностно-усиленного ИК поглощения оптическими фононами НК CdSe/CdS. Реализованы прототипы селективных сенсоров, использующих плазмонные подложки со структурными элементами, обладающими несколькими плазмонными резонансами. Результаты исследований могут быть применены для создания методов оптической характеризации и сенсоров отдельных полупроводниковых и органических наноструктур.