ОТЧЕТ О НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ по теме: Нелинейная оптика, спектроскопия и зондовая микроскопия наноматериалов и наносистем (промежуточный)

Научные исследования и разработки, проводившиеся за счет средств госбюджета в 2024 году, выполнялись в соответствии с условиями договора и технического задания. В рамках госбюджетной темы были проведены исследования взаимодействия фторфуллеренов С60F18 и C60F48 с поверхностями Cu(111) и Au(111). Изучение процессов взаимодействия фторфуллеренов с поверхностями проводилось методами СТМ и РФЭС, которые позволили выявить вид упорядоченных поверхностных структур, характеристики реконструкций поверхности от концентрации атомов F и их стабильность. В этих работах изучена возможность использования молекул фторфуллерена в качестве источника фтора в реакциях с участием золота Au(111). В частности было показано, что для фторирования поверхности Au(111) в качестве источника фтора можно использовать фторфуллерен C60F48. В рамках работ по медицинской фотонике были созданы биосенсоры для картирования интенсивности накачки в системе конфокальной микроскопии. В качестве биосенсоров были использованы нанотетраподы (НТП) из CdTe/CdSe, что позволило проводить количественные радиометрические измерения интенсивности света с помощью НТП. Показана возможность создания полностью оптического сенсора для измерения температуры в реальном времени в полых органах во время проведения лазерной литотрипсии. В работах по созданию оптических наносенсоров, используя методы машинного обучения (ММО), были разработаны фотолюминесцентные сенсоры на базе углеродных точек (УТ), способные одновременно определять концентрацию 7 ионов Ni2+, Cu2+, Co2+, Pb2+, Al3+, Cr3+, NO3- в воде. Углеродные мультимодальные оптические наносенсоры обеспечивают одновременное определение 7 катионов тяжелых металлов в жидких средах. Используя методы спектроскопии КР и динамического светорассеяния (ДСР), предложены методы определения концентрации прекурсоров в нанореакторах и размеров нанореакторов по спектральным характеристикам спектров КР реакционной среды. С целью определения качественного и количественного состава поверхностных групп наночастиц был разработан метод, использующий спектроскопию ИК-поглощения. Методом микроскопии оптической второй и третьей гармоники было изучено строение магнитной доменной структуры эпитаксиальных пленок феррит-граната, модифицированных метаповерхностью, образованной регулярным массивом ферромагнитных частиц субмикронных размеров. Проведено исследование эффекта пиннинга доменной структуры в присутствии поверхностной решетки частиц с магнитной анизотропией - легкая плоскость или легкая ось. Обнаружено взаимное влияние двух магнитных подсистем объемной кристаллической гранатовой пленки и магнитных метаповерхностей, образованных массивами частиц из ферромагнитных металлов, толщина которых не превышает 20 нм. Выполнено теоретическое описание динамики намагниченности ферромагнитной пластины в присутствии магнитного поля мощного фемтосекундного лазерного импульса. Была рассмотрена геометрия взаимодействия, при котором внешнее статическое магнитное поле лежит в плоскости исследуемой структуры и параллельно плоскости падения лазерного излучения (меридиональное магнитное поле). Проведены исследования, эффектов быстрого и медленного света в гиперболических метаматериалах, образованных упорядоченным массивом плазмонных металлических наностержней в диэлектрической матрице. Экспериментально и на основе численного моделирования исследовано распространение чирпированных лазерных импульсов в таких метаматериалах на основе упорядоченных наностержней благородных металлов (золото или серебро) в диэлектрической матрице. При измерениях использован кросс - корреляционный метод. Обнаружено, что в спектральной окрестности нуля диэлектрической проницаемости наблюдается эффект как быстрого, так и медленного света, что связано с достаточно большой спектральной шириной импульса, при которой одна часть импульса находилась в области эллиптической дисперсии, тогда как другая – в области гиперболической. Выполнены исследования по развитию метода двухфотонной лазерной литографии (ДФЛЛ) для прецизионного изготовления оптических элементов фщтоники: микрорезонаторов расположенных на твердотельной подложке, трехмерных волноводных систем, элементов ввода и вывода оптического излучения.