Электро- и термо-ассистирумое гигантское комбинационное рассеяния света для спектроскопическойдиагностики проводящих наноструктур и нанокомпозитов

Одной из важнейших задач современной фотоники является получение и обработка оптической информации за пределами дифракционного предела Аббе. С одной стороны, изучение механизмов взаимодействия света и вещества на наношкале открывает новые возможности для создания наноразмерных оптоэлектронных устройств, работающих на оптических частотах (~1015 Гц) [Kharintsev S.S., et. al. // Nano Letters 17(9), 5533-5539 (2017)], с другой – расширяет функциональные возможности традиционной оптической спектроскопии и микроскопии для визуализации и диагностики одиночных молекул и/или их групп [Novotny L. // Physics today 47–52 (2011)]. Такая возможность появилась благодаря генерации сильно-локализованного оптического ближнего поля с помощью оптической антенны, которая представляет собой устройство для преобразования свободно распространяющейся электромагнитной волны в локализованную моду и обратно [Novotny L. and Hulst N. // Nature Photonics 5, 83-90 (2011)]. Одним из наиболее прорывных направлений использования оптических антенн является гигантское комбинационное рассеяние света (ГКР) (англ. – «Tip-Enhanced Raman Scattering»), которое позволяет детектировать колебательные моды вещества с суб-волновым пространственным разрешением [Stockle R.M., et. al. // Chemical Physics Letters 318, 131–136 (2000)]. Управление поляризацией оптического ближнего поля дает возможность изучать пространственную ориентацию одиночных молекул (оптическую анизотропию) и их симметрию [Kharintsev S.S., et .al. // Nanoscale 8, 19867-19875 (2016)]. В зависимости от пространственной локализации света можно наблюдать когерентное и/или некогерентное комбинационное рассеяние света.Целью настоящего проекта является разработка метода гигантского комбинационного рассеяния света с использованием локального электрического нагрева проводящих образцов и его использования для химической диагностики наноструктур и нанокомпозитов с субволновым пространственным разрешением <10 нм при нормальных условиях.