Высокочувствительная оптическая спектроскопия конденсированных сред и наноматериалов со сверхвысоким спектральным, временным и пространственным разрешением

Экспериментальные и теоретические исследования в области оптической спектроскопии и микроскопии конденсированных сред, новых функциональных материалов, наноструктр и нанообъектов различной природы со сверхвысоким пространственным, спектральным и временным разрешением; развитие смежных приложений в области наносенсорики, нанодиагностики, тераностики, фотовольтаики, оптоэлектроники, квантовой электроники и квантовой информатики: Комплексная диагностика тонкопленочных и многослойных покрытий, наноструктур и наноматериалов современными оптическими и спектральными методами. Изучение эффектов резонансного взаимодействия фононных и экситонных возбуждений в пленках широкозонных полупроводников с возбуждениями в диэлектрических подложках методами спектроскопии поляритонов в дальнем и ближнем поле; разработка методов определения констант диэлектрических проницаемостей и пленки, и подложки с целью получения информации о составе, структуре, наличии переходных и нарушенных слоев в гетероструктурах со сверхтонкими пленками, перспективными для применения в оптоэлектронике. Развитие методов флуоресцентной микроскопии сверхвысокого пространственного разрешения (наноскопии) в комбинации с методами зондовой микроскопии и спектроскопии с высоким временным разрешением (фотонное эхо, корреляционные методики) применительно к исследованиям структуры и внутренней динамики неупорядоченных твердотельных сред (полимеров, молекулярных стекол и поликристаллов, нанокомпозитов) в широком диапазоне температур. Получение информации о фотофизических свойствах одиночных квантовых излучателей различной природы (органические молекулы, полупроводниковые нанокристаллы – квантовые точки, примесные центры в алмазе, перовскитные частицы): исследование физической природы эффекта мерцания люминесценции, влияния электрон-фононного взаимодействия на оптические спектры, температурных и полевых эффектов. Исследование возможности создания управляемых источников неклассического света на основе отдельных квантовых излучателей. Получение информации о свойствах новых материалов, перспективных для применений в оптоэлектронике, квантовой электронике, устройствах квантовой информатики. Поиск и изучение новых магнитооптических эффектов, выяснение возможности их практического применения. Изучение влияния внешних воздействий (магнитные, электрические поля, напряжения и давления, интенсивные лазерные пучки) на спектры оптических материалов и поиск возможных применений для детектирования соответствующего отклика (сенсорика). Развитие методов спектроскопии высокого разрешения (люминесцентная спектроскопия, спектроскопия комбинационного рассеяния, магнитооптическая спектроскопия, поляризационная спектроскопия и др.) для поиска новых эффектов и явлений в твердотельных материалах. Развитие новых теоретических подходов к описанию фотофизических характеристик одиночных квантовых излучателей и их ансамблей в диэлектрических средах с учетом эффектов локального поля, поверхностных эффектов, электрон-фононного взаимодействия, межмолекулярных взаимодействий. Экспериментальные исследования новых источников оптического излучения, включая нелинейные, используя усиление оптического поля на поверхности фотонных кристаллов. Разработка и исследование перспективных оптических биосенсоров на поверхностных волнах в фотонных кристаллах с двумерным пространственным разрешением.