Взаимодействие молекул с плазмон- активированными наночастицами и их кластерами в магнитном поле тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.05, кандидат наук Налбандян Виктор Меружанович

• Налбандян Виктор Меружанович
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Налбандян Виктор Меружанович

Введение

ГЛАВА 1. Современные представления о взаимодействии молекул с проводящими наночастицами, нанопроводами и квантовыми точками

1.1 Плазмонный резонанс

1.2 Наночастицы в исследованиях наноструктур и в качестве «строительных» блоков при создании гибридных материалов

1.3 Влияние металлических наночастиц на радиационные и безызлучательные процессы с участием электронно-возбужденных молекул

1.4 Спектральные особенности коллективных электронных возбуждений молекулярных кристаллов

1.5 Новые достижения в исследовании безызлучательного переноса энергии экситонов в гибридных наноструктурах

1.6 Вырожденный электронный газ в металле. Уравнение Томаса-Ферми

ГЛАВА 2. Проявление плазмон-молекулярных взаимодействий в спектральных экспериментах с металлогибридными нанокластерами в растворах

2.1 Измерение электронных спектров поглощения окрашенных коллоидных растворов металлических наночастиц

2.2 Исследование поверхностного плазмонного резонанса методом нарушенного полного внутреннего отражения света

2.3 Тензор диэлектрической проницаемости проводящей среды с произвольным направлением вектора индукции магнитного поля B

2.4 Температурная зависимость частоты столкновений электронов в металлах

ГЛАВА 3. Плазмонные колебания в замагниченных сферических и композитных слоистых наночастицах «ядро-оболочка» и их влияние на радиационные и безызлучательные процессы

3.1 Локализованные плазмоны в замагниченной наночастице и сферическом

и и и /"Л

слоистом композите с анизотропной сердцевиной или оболочкой

3.2 Условие расщепления плазмонного резонанса в магнитном поле

3.3 Поглощение и спонтанное излучение света молекулой вблизи металлической наночастицы во внешнем магнитном поле

3.4 Особенности молекулярной люминесценции гибридных наноструктур в магнитном поле

3.5 Люминесценция молекул вблизи слоистых сферических нанокомпозитов с

2

экситон-плазмонной связью

82

ГЛАВА 4. Плазмонные колебания в кластерах из двух сферических однородных или слоистых наночастиц в магнитном поле, инициирующие радиационные переходы в молекулах и безызлучательный перенос энергии

4.1 Тензорное представление динамической поляризуемости двухчастичного нанокластера в приближении точечных диполей

4.2 Модификация спектра дипольной электрической поляризуемости кластера из двух проводящих сферических наночастиц во внешнем магнитном поле

4.3 Спектры поляризуемости нанокластеров из двух композитных частиц во внешнем магнитном поле

4.4 Спектры дипольной поляризуемости кластеров из двух проводящих наночастиц с вырожденным электронным газом

4.5 Сечение поглощения двухчастичного кластера из проводящих слоистых наночастиц с вырожденным электронным газом

4.6 Влияние экситон-плазмонного взаимодействия в нанокомпозитах на безызлучательный перенос энергии к ним от молекул

ГЛАВА 5. Влияние локализованных плазмонных колебаний в замагниченных однородных и слоистых наноцилиндрах на поглощение света молекулами, расположенными вблизи их поверхности

5.1 Локализованные плазмоны в замагниченных сплошных и слоистых цилиндрах

5.2 Трансформация спектров удельной поляризуемости слоистых нанопроволок

в магнитном поле

5.3 Структура ближнего поля слоистого наноцилиндра с замагниченной металлической компонентой

5.4 Плазмонный резонанс металлического нанопровода и поглощение фотонов молекулой вблизи его поверхности

Основные результаты и выводы

Список литературы

Введение

В последнее время очень быстро растет число работ, посвященных изучению электромагнитных свойств различных плазмон-активированных наноструктур, поскольку все более отчетливо вырисовываются перспективы использования таких систем для решения целого ряда практических задач наноэлектроники. Примерами наносистем являются однослойные и многослойные сфероидальные частицы, кластеры, образованные из таких частиц, а также цилиндрические оболочечные плазмонные наноструктуры. Локальные поля, возникающие вблизи подобных структур в результате плазменных колебаний электронного газа, вызывают интерес экспериментаторов и теоретиков в связи с возможностью их использования в нанофотонике и наноэлек-тронике, ближнепольной микроскопии, оптоэлектронных приборах и оптических сенсорах. Дальнейший прогресс в этой области невозможен без развития надлежащего теоретического описания взаимодействия атомов и молекул с плазмон-активированными наночастицами и их кластерами.

Важнейшим направлением наноиндустрии является оптическая ближне-польная микроскопия высокого разрешения SNOM (Scanning Nearfield Optical Microscopy) позволяющая применять методы оптической спектроскопии для локальных исследований нанообъектов, оказывая на них спектрально-селективное воздействие. При внесении в окрестность донор-акцепторной пары, участвующей в процессе FRET (Förster resonance energy transfer), проводящего нанотела, скорость безызлучательного переноса энергии электронного возбуждения (БПЭЭВ) между молекулами, может существенно измениться, поскольку металлическая наночастица (НЧ) или нанопровод выполняют функцию эффективной наноантенны. Управляемое позиционирование наноантенны может быть использовано для увеличения скорости FRET, а вместе с ним и для повышения качества FRET-SNOM изображений. Кроме этого, широко развивается темнопольная микроскопия (DFM- dark field microscopy), в которой контраст изображения увеличивают за счет регистрации

света, рассеянного только изучаемым образцом. Делаются попытки изготовления оптических сенсоров из органических слоистых нанопроводов. Вблизи такого волновода образуется эванесцентная волна, которая чувствительна к малейшему изменению характеристик диэлектрической среды.

В то же время одним из перспективных методов управления эффективностью молекулярных радиационных переходов и скоростью переноса энергии может служить модуляция характеристик наноструктур с помощью внешнего магнитного поля. Этот метод позволяет изменять свойства локальных полей, возникающих вблизи системы молекула-наночастица, изменяя, тем самым, многие оптические свойства системы, например люминесцентные. Появились работы, в которых авторами выполнены эксперименты по калибровке магнитного поля, на основе фотолюминесцентных спектров ионов эрбия в монокристаллах YVO4.

В данной диссертационной работе проведены теоретические и экспериментальные исследования взаимодействия молекул с плазмон- активированными наночастицами и их кластерами. Выявлены особенности протекания радиационных и безызлучательных молекулярных процессов в магнитном поле, а также влияние на них различных геометрических параметров и других характеристик наносистем. В некоторых случаях расчеты параметров проведены как для классического электронного газа металла, так и для вырожденного.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Взаимодействие молекул с плазмон- активированными наночастицами и их кластерами в магнитном поле»

Цель работы

Установление закономерностей влияния проводящих и гибридных нано-частиц, различной структуры и геометрии, а также их кластеров, на радиационные переходы в молекулах вблизи поверхности наночастиц и безызлуча-тельный перенос энергии электронного возбуждения от молекул к наноча-стицам и нанокластерам при наличии внешнего магнитного поля.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

1. Расчет характеристик плазмонных колебаний в двухчастичных кластерах из сферических однородных или слоистых наночастиц, инициирую-

5

щих радиационные переходы в молекулах и безызлучательный перенос энергии. Определение параметров поглощения света молекулами, характеристик спонтанного и вынужденного излучения молекул в ближнем поле композитных металлических наночастиц, двухчастичных кластеров и цилиндрических слоистых тел.

2. Определение скоростей поглощения, безызлучательного переноса энергии электронного возбуждения молекул к наночастицам, их кластерам и возможности модулирования этих скоростей внешним магнитным полем. Определение скорости спонтанного и вынужденного излучения молекул, инициированного плазмонными колебаниями в наночастицах, кластерах и цилиндрических проводниках во внешнем магнитном поле.

3. Расчет спектров электрической поляризуемости и сечения поглощения проводящих однородных или слоистых наночастиц и нанокластеров с учетом вырожденности электронного газа проводящих компонент.

Научная новизна работы

1. Предложена теоретическая модель с тензорным представлением динамической поляризуемости двухчастичного кластера в приближении квазиточечных диполей. В рамках данной модели возможен учет влияния магнитного поля на компоненты тензора поляризуемости.

2. Построена математическая модель, учитывающая влияние магнитного поля на поглощение, спонтанное и вынужденное излучение молекулы, расположенной вблизи наночастиц различной структуры, а также безызлуча-тельный перенос энергии от молекул к наночастицам.

3. Произведен учет вырожденности электронного газа металлических и полупроводниковых частей композитов и кластеров в расчетах их спектров электрической дипольной поляризуемости и сечений поглощения света.

Практическая значимость работы заключается в следующем:

1. Предложен метод управления радиационными и безызлучательными

процессами в молекулах и их комплексах внешним магнитным полем. Маг-

6

нитное поле изменяет характер плазмонных колебаний в проводящих наноц-илиндрах, наночастицах и их кластерах, трансформируя, тем самым, спектры поляризуемости наноструктур.

2. На основе проведенных исследований появляется возможность создания наноструктурированных функциональных устройств и систем, предназначенных осуществлять локальное усиление электромагнитного поля в определенных областях пространства. Установленное влияние исследованных наноструктур на безызлучательный перенос энергии электронного возбуждения позволит повысить качество изображения ближнепольных оптических микроскопов.

3. Результаты исследований электрической поляризуемости проводящих и гибридных наночастиц с вырожденным электронным газом металлических и полупроводниковых частей композитов могут использоваться для более точной интерпретации экспериментальных спектров поглощения и рассеяния света наноструктурами.

Защищаемые положения

1. Плазмонные колебания в сферических наночастицах, композитных слоистых наночастицах со структурой «ядро-оболочка», а также двухчастичных кластерах, образованных из таких частиц, оказывают существенное влияние на спонтанные и вынужденные радиационные переходы в близлежащих молекулах, равно как и на безызлучательные процессы с участием электронно-возбужденных молекул. Выражение для дипольной поляризуемости двухчастичного нанокластера имеет тензорный вид, учитывающий анизотропию такой системы.

2. Внешнее магнитное поле изменяет характер плазмонных колебаний в проводящих наноцилиндрах, наночастицах и их кластерах, трансформирует спектры поляризуемости металлсодержащих наноструктур и может рассматриваться в качестве фактора управления эффективностью радиационных и безызлучательных молекулярных процессов.

3. Для корректного расчета спектров электрической поляризуемости проводящих и гибридных наночастиц, а также их кластеров необходим учет вырожденности электронного газа металлических и полупроводниковых частей композитов в широком диапазоне температур.

Апробация работы и публикации

Основные результаты работы опубликованы в 25 работах, включающих в себя 4 статьи в реферируемых журналах, 15 докладов международных и 6 докладов российских конференций. Апробация работы проводилась на следующих конференциях:

Всерос. научно-метод. конф. «Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры» (ОГУ, Оренбург. 2013, 2014, 2015, 2017), XV Всерос. молодежная конференция по физике полупроводников и наноструктур, полупроводниковой опто- и наноэлектронике (Санкт-Петербург. 2013), «XX Всерос. научная конф. студентов-физиков и молодых ученных» (Ижевск. 2014), VIII Mежд. конф. «Фундаментальные проблемы оптики» (Санкт- Петербург. 2014), Russian-Japanes conference «Chemical Physics of Molecules and Polyfunctional Materials» (Orenburg. 2014), Mежд. конференция по фотонике и информационной оптике ^осква. 2015, 2017), IX Mежд. научная конф. «Хаос и структуры в нелинейных системах. Теория и эксперимент» (Казахстан, Караганда. 2015), Mежд. научная конф. «Наука и образование: фундаментальные основы, технологии, инновации» (Оренбург.

2015), IX Mежд. конф. молодых ученых и специалистов "Оптика-2015" (Санкт-Петербург. 2015), Mежд. научная конф. студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов-2016» ^осква. 2016), XXIII Mежд. молодежная научная школа-конф. «Современные проблемы физики и технологий» ^осква. 2016), The 4th International Symposium "Molecular Photonics" dedicated to academician A.N. Terenin, (Peterhof, St. Petersburg, Russia. 2016), The 13th Nano Bio Info Chemistry Symposium and The 8th Japanese-Russian Seminar on Chemical Physics of Molecules and Polyfunctional Materials (Hiroshima, Japan.

2016).

Достоверность результатов. Достоверность представленных в диссертационной работе результатов обеспечивается достаточно высоким уровнем строгости разработанных математических моделей, использованием в экспериментах апробированных методик измерения, высокоточной цифровой аппаратуры, компьютерных методов анализа и обработки экспериментальных данных.

Личный вклад. Разработка теоретических моделей, анализ результатов и подготовка публикаций осуществлялась автором совместно с научным руководителем. Компьютерная реализация моделей, получение и обработка результатов производилась лично автором.

Участие в научных проектах. Автор входил в состав коллективов по выполнению следующих научных проектов, выполняемых в Центре лазерной и информационной биофизики ОГУ: «Разработка методов формирования упорядоченных массивов наноструктур на основе оксида алюминия для люминесцентных сенсоров кислорода» (ФЦП, ГК 16.513.11.3042), «Плазмонные эффекты трансформации энергии электронного возбуждения молекулярных систем и квантовых точек вблизи проводящих поверхностей и нанотел» (ГЗ № 2.1180.2011), «Исследование плазмонных свойств двухкомпонентных композитных наночастиц для определения ближнепольных оптических характеристик гибридных молекулярных систем» (ГЗ № 233), «Разработка гибридных экситон-плазмонных наносистем, перспективных для создания новых устройств молекулярной электроники и фотоники» (грант РФФИ и правит. Оренбургской обл. № 14-02-97000), «Разработка метода повышения эффективности работы электрохимических солнечных ячеек на основе диоксида титана за счет внедрения в конструкцию металлических наночастиц с плазмонным резонансом» (грант РФФИ № 15-08-04132), «Плазмонная передача энергии и повышение эффективности свечения молекулярных источников на поверхности цилиндрических наноструктур» (грант РФФИ и правит. Оренбургской обл. № 16-42-560671), «Плазмонные характеристики слоистых

нанокомпозитных частиц со структурой "ядро-оболочка", многочастичных кластеров и пространственных решеток на их основе» (ГЗ № 3.7758.2017/БЧ).

Лауреат премии Губернатора Оренбургской обл. для талантливой молодежи в 2014 году (Указ губернатора Оренбургской обл. № 775-ук от 12.11.2014) за работу, результаты которой были включены в диссертацию.

ГЛАВА 1. Современные представления о взаимодействии молекул с проводящими наночастицами, нанопроводами и квантовыми точками

1.1 Плазмонный резонанс

Интенсивное изучение металлических наночастиц с плазмонным резонансом привело к возникновению новой области исследований -наноплазмоники. Наноплазмоника изучает явления, связанные с колебаниями электронов проводимости в металлических наноструктурах и наночастицах. Именно эти колебания, которые называются локализованными плазмонами, являются основой всех приложений наноплазмоники [1].

Оптические свойства металлов могут быть описаны в рамках теории Друде-Зоммерфельда. В частности, из нее вытекает выражение для восприимчивости х металла, которое определяется соотношением:

п0е2

Х = - „ 2Х. V (1.1)

т *(т + ту)

где п0 - концентрация свободных электронов; т * - эффективная масса электрона; е - заряд электрона; у - частота столкновений электронов.

Соответственно диэлектрическая проницаемость принимает вид:

ш2

£ = £--^-, (12)

т да 2 • 5 ^ ^

т + ту

гдет =л ^лп°е— плазмонная частота свободного электронного газа; р V т *

£т - параметр, учитывающий вклад ионного остова.

В наночастице заданной формы плазмоны могут существовать только при фиксированных частотах, которые называются частотами плазмонных

резонансов. В таблице 1.1 приведены условия плазмонного резонанса для ча-

11

стиц различной формы с фактором деполяризации Ь, находящихся в среде с диэлектрической проницаемостью £с .

Таблица 1.1 - Условие плазмонного резонанса для частиц различной формы

Геометрия Резонансное условие Резонансная частота

Объёмный метал С = 0 О = О р

Цилиндр (II) -с = 0 (±) — £т = -£о о = О р О =О/д/1 + £

Сфера £ = -2с т о о=ср /д/1 + 2£о

Эллипсоид 1 - Ь £ =--£ т Ь 0 о=Ор/д/1 + (1 - Ь)£с / Ь

Поверхностный плазмонный резонанс

Область локализации поверхностных плазмонов находится вблизи поверхности металла, где локализованы поверхностные заряды. Поверхностные плазмоны также рассматриваются как волны с изменением плотности электрического заряда, которые могут возникать и распространяться вдоль его поверхности за счет наличия проводящих электронов металла.

В подавляющем большинстве случаев для возбуждения поверхностно плазмонного резонанса используется система с высоким показателем преломления, состоящая из прозрачного материала и нанесенной на его поверхность проводящей пленки нанометровой толщины. Противоположная сторона пленки контактирует с анализируемой средой. Преимущественное использование

золота в таких системах обусловлено высокой химической устойчивостью этого металла [2].

Возникновение ППР возможно при соблюдении условий полного внутреннего отражения [3]. Эффект возникновения полного отражения от плоской поверхности обусловлен тем, что лучи света, проходя из более оптически плотной среды в менее плотную, преломляются, то есть отклоняется от нормали к поверхности раздела сред. Преломленный угол, в таком случае, всегда больше падающего. При увеличении угла падения луча относительно нормали до 90о, луч не сможет выйти за пределы более плотной среды, только отразиться от поверхности раздела сред. Большая часть энергии электромагнитной волны отразится от поверхности обратно (рис. 1.1). пх - показатель

преломления более плотной среды, п2 - показатели преломления менее плотной среды п > п2, а, Д - углы падения и преломления лучей относительно нормали к поверхности.

",0%- Источник света

Рис. 1.1. Возникновение полного внутреннего отражения [3]

Как известно, малая доля энергии падающей электромагнитной волны все-таки проникает в оптическую среду с менее плотным показателем преломления. Глубина проникновения не превышает длины волны падающего света. Если при этом на границе раздела находится слой проводящего мате-

риала с толщиной меньше длины волны возбуждающего света, то проникающее в него электромагнитное поле вызывает колебания свободных электронов (рис. 1.2). Для эффективного возбуждения таких колебаний частота света должна быть ниже собственной частоты колебаний электронов (плазменной частоты) [4,5]. Поэтому при возбуждении ППР в металлических пленках используется свет с частотой видимого и ближнего инфракрасного диапазона спектра, так как плазменная частота большинства металлов находится в ультрафиолетовой области.

Резонансное поглощение энергии света электронными колебаниями -возникает при условии равенства вектора импульса поверхностного плазмона и проекции вектора импульса фотона на границу раздела сред [6]. Параметры первого из этих векторов зависят от свойств проводника и показателей преломления граничащих с ним сред, а второго - от частоты и угла падения света. Если выполняются условия резонанса, то интенсивность отраженного света резко уменьшается вследствие перехода части энергии световой волны в энергию плазмона.

Чувствительность ППР к изменению показателя преломления зависит от амплитуды поля плазмонной волны, которое экспоненциально уменьшается при удалении от поверхности. По этой причине ППР наиболее чувствителен к изменениям непосредственно на границе раздела сред. Для описания толщины чувствительного слоя используется понятие глубины проникновения

Рис. 1.2. Возбуждение поверхностного плазмона на проводящей пленке [4]

поля - расстояния от поверхности, на котором амплитуда поля уменьшается в е (основание натурального логарифма) раз. Этот параметр возрастает при увеличении длины волны. Например, для системы золото - диэлектрик с показателем преломления 1.32 можно, варьируя длину волны возбуждающего света от 600 до 1000 нм, увеличить глубину проникновения поля от 100 до 600 нм [7].

Локализованные плазмоны

Важное место в наноплазмонике занимает рассмотрение процессов возбуждения плазмонов в металлических наночастицах, диаметр которых меньше длины волны света, которым они возбуждаются. Такие плазмоны можно представить как кванты коллективных колебаний электронов, подобных колебаниям гармонического осциллятора, относительно положительно заряженных ядер (рис. 1.3). В отличие от плазмонов, в протяженных структурах такие колебания не распространяются, поэтому их резонансное возбуждение называется локализованным поверхностным плазмонным резонансом

Рис. 1.3 А) Возбуждение локализованных плазмонов в наночастицах; Б) распределение

поля плазмона вблизи наночастицы

(ЛППР). А

Б

Локальный плазмон

Моделирование процессов возбуждения локализованных плазмонов в металлических наночастицах с использованием теории рассеяния Ми пока-

15

зывает, что для его возникновения не требуется никаких согласующихся устройств [8]. Изменение физических свойств среды, окружающей наноча-стицу, приводит к смещению плазмонного резонанса.

1.2 Наночастицы в исследованиях наноструктур и в качестве «строительных» блоков при создании гибридных материалов

Под гибридными материалами и наноструктурами понимают материалы и наноразмерные структуры, содержащие существенно разнородные компоненты [9]. В качестве разнородных компонент могут использоваться, например, неорганические компоненты, в частности металлические наночастицы, в сочитании с органическими компонентами, например молекулами красителя и т.п. Такие наноструктуры могут найти свое применение в различных приложениях электроники, медицины, индустрии биосенсоров.

В настоящее время идет активное формирование библиотеки наноразмерных строительных блоков - наночастиц. На данный момент существует большое количество методов, с помощью которых можно создавать металлические и полупроводниковые и наноструктуры различной сложности.

О

Рис. 1.4 Микрофотография нанопроволок[10]

Рис. 1.5 Микрофотографии наночастиц [13]

Так, в работах [10-15], авторами представлены результаты синтеза металлических наночастиц различной формы (рис. 1.4, 1.5). Благодаря методам нанохимии и нанолитографии также могут быть созданы многослойные наночастицы.

На рисунке 1.6 представлена микрофотография сферического композита металл/полупроводник, который впервые был синтезирован методом испарения веществ релятивистким пучком электронов [16]. Ядро из серебра, а оболочка - из аморфного кремния. В результате данного синтеза были созданы наночастицы, большинство из которых имели размеры меньше 10 нм.

Авторами работы [17] предложены методы ситнтеза наночастиц со структурой «ядро-оболочка», в которых роль ядра играют частицы оксида кремния, а оболочка сформирована из серебра или золота. Также были впервые реализованы: а) процедура «доращивания» затравочных наночастиц серебра, адсорбированных на поверхности сферических ядер оксида кремния в растворе, содержащем нитрат серебра и аскорбиновую кислоту, вплоть до формирования практически сплошной серебряной оболочки; б) синтез композитной наноструктуры с ядрами анизотропной формы из FeO(OH) и серебряной оболочки.

Р Шля. *

Рис 1.6 TEM изображение Рис. 1.7 Микрофотография слоистых сферических

наночастиц Ag/Si [16] наночастиц металл/диэлектрик [17]

Кроме композитов металл/металл и металл/полупроводник большой интерес представляют структуры металл/диэлектрик или металл/органическое соединение. На рисунке 1.8 показано электронно-микроскопическое изображение наночастиц металла N1, покрытых углеродной оболочкой [18]. Частицы имеют металлическое ядро диаметром от 20 до 50 нм и углеродную оболочку толщиной от 5 до 15 нм.

20 nm

Рис. 1.8 Электронно-микроскопическое изображение никелевых наночастиц, покрытых

углеродной оболочкой [18]

Углеродная оболочка состоит из сферических графитовых слоев. Данные композиты были синтезированы в потоке углеродно-гелиевой плазмы высокочастотной дуги при атмосферном давлении. В другой работе [19] показана возможность синтеза металлоорганической наночастицы, состоящей из металлического ядра диаметром 10 нм, покрытого монослоем J-агрегатов цианинового красителя толщиной 1 нм. В качестве металла обычно используются благородные металлы Ag или Au.

Кроме сферических наночастиц, широкое распространение получили цилиндрические структуры: нанотрубки, нанопровода, наноцилиндры и др. В работе [20] приводятся методы синтеза цилиндрических наноструктур из различных материалов( Au, AuNR/AgNCs, CGNRs) и полученные экспериментальные результаты исследования оптических свойств данных объектов. На рисунке 1.9 представлен метод синтеза CGNRs (caged gold nanorods), на

котором видно, каким образом происходит образование слоистой структуры, где каждый этап синтеза имеет свои особенности.

Рис. 1.9 Синтез композитных золотых наностержней. Желтый и серый соответственно золото и серебро (Масштаб 100 нм) [20]

В работе [21] описано два метода синтеза наностержней из оксида цинка: рост из водных растворов и химическое паровое осаждение. Для исследования факторов влияющих на рост стержней, в ходе выращивания изменялись различные параметры системы, такие как: материал подложки, на которой происходил рост, и угол наностержней по отношению к подложке, время роста. На рисунке 1.10 изображены нанотрубки выращенные газофазным методом.

Рис. 1.10 Вид наностержней ZnO, которые выращены газофазным методом на кремниевой подложке. а) 1-5 мм от источника Zn, Ь) 10-15 мм от источника Zn, продолжительность роста 10 минут [21]

Данные структуры на подложках можно использовать в таких отраслях производства как: солнечная энергетика, пьезо- и оптоэлектроника нано-устройств и др.

В работе [22] разработана модель гетероструктурного фотовольтаиче-ского элемента на основе оксидов цинка и меди. Зародышевые слои оксида цинка и оксида меди синтезированы методом спрей-пиролиза. Для формирования объемного гетероперехода выращены наностержни оксида цинка с помощью гидротермального синтеза. Изучены морфологические, электрофизические и оптические свойства полученных структур.

Устройства нанофотоники. Наносенсоры. Наноантенны

Ближнепольные оптические зонды на основе металлических наноструктур являются новыми элементами нанооптики [23]. Оптические свойства подобных зондов (также известных как оптические антенны) определяются явлением плазмонного резонанса. В частности, оптические антенны способны создавать усиленное электромагнитное поле в субволновой области при облучении структуры электромагнитным полем.

На основе сферических проводящих наночастиц могут быть разработаны оптические антенны-зонды. Для этого могут быть использованы как отдельные металлические частицы [24], так и гибридные наносистемы состоящие из нескольких элементов [25]. Если взять композитную наночастицу, то благодаря изменению толщины диэлектрического слоя (металлического ядра), появляется возможность регулирования не только плазменной частоты, но и амплитуды ближнего электромагнитного поля. [26].

В процессе развития наноплазмоники были разработаны различные типы оптических антенн, используемые для решения разных оптических задач. На рисунке 1. 11 приведены наиболее популярные виды антенн.

Рис 1.11. Виды оптических антенн

Сферическая наночастица помещенная в близи одной молекулы либо вблизи молекул донор-акцепторной пары, тоже считается наноантенной (рис. 1.12). Она ретранслирует энергию донорной молекулы на акцепторную.

Рис. 1.12 Общая схема рассеяния света в системе антенна-молекула

При внесении в систему, участвующую в процессе безызлучательного переноса энергии (FRET), проводящего нанотела, скорость безызлучательного энергопереноса между молекулами может существенно измениться, поскольку металлическая наночастица или волокно выполняет функцию эффективной наноантенны. Скорость безызлучательной передачи энергии возбуждения может быть увеличена или уменьшена в зависимости от расположения наноантенны по отношению к компонентам системы, ее размеров и формы. Наличие проводящей частицы в системе изменяет ее резонансные частоты, скорость распада возбужденных состояний, в том числе и в результате

безызлучательного энергопереноса. Управляемое позиционирование наноан-тенны может быть использовано для увеличения скорости FRET [27,28].

Для создания наносенсоров пользуются наночастицами отличающимися физическими и химическими свойствами [28-32]. Наночастицы могут быть образованы из: благородных металлов (золото, серебро); полупроводниковых материалов ( CdS, CdSe, CdTe, ZnSe, PbS ); магнитных материалов

( Fe3O4, Fe3S4, NiO • Fe2O3 ); наночастиц, содержащих лантаноиды

(Eu(|||), Sm(|||) и т.д.); наночастиц на основе Si и др.

Наряду с развитием в производстве металлических наночастиц, прогресс был достигнут в молекулярной функционализации, самосборке измерительных инструментов, которые позволяют определить точное положение и характеристики молекул и биомолекул на металлических поверхностях, и называются наносенсорами [33-42]. Также существует много работ в области нанооптики, касающихся внедрения наноструктур в устройства нанофотони-ки и наноплазмоники [43-50].

Наносенсоры на основе ЛППР модуляции позволяют обнаружить с высокой чувствительностью взаимодействия молекул и их динамику в наномет-ровом диапазоне, что является важным в таких малых масштабах. [51]. Контролируя интенсивность узкого спектра ППР, можно обнаружить молекулы вызываемыми ими изменениями в локальном месте нанометрового диапазона^].

Разработка гибридных экситон-плазмонных наносистем, перспективных для создания новых устройств молекулярной электроники и фотоники

Квантовой точкой (КТ) можно назвать фрагмент проводника или полупроводника, носители заряда которого ограничены по всем трем направлениям пространства. В зависимости от методов синтеза КТ получаются различных диаметров, от 2-8 нм [53] до 8-12 нм [54] и более. Изначально КТ приме-

няли лишь в оптических сенсорах, работающих на явлении люминесценции [53, 54], а потом и в других видах сенсоров с электрохимической регистрацией [55]. Исключительные электронные и оптические свойства КТ обусловлены строгими пространственными ограничениями для возбуждения электрон-дырочной пары [54].

Полупроводниковые квантовые точки привлекают внимание исследователей в связи с огромным потенциалом их использования в нанотехнологи-ях. Например, использование квантовых точек для создания эффективных органических светоизлучающих диодов (OLED) позволяет применять полезные свойства как полимеров, так и полупроводниковых нанокристаллов в единой наноструктуре [56]. В настоящий момент поиски эффективного материала для эмиссионного слоя OLED привели к использованию коллоидных полупроводниковых нанокристалов; такая технология была названа QD-OLED (QD -quantum dot OLED).

Рис. 1.13 Структура энергетических уровней наиболее популярных квантовых точек

халькогенидов кадмия [56]

В работах [56,57] представлены результаты исследований нескольких типов двухкомпонентных квантовых точек: полупроводниковые квантовые точки на основе халькогенидов кадмия - сферические нанообъекты (ядро-оболочка) (рис. 1.13); сферические квантовые точки благородных металлов, покрытые J-агрегатами цианинового красителя.

Спектральные характеристики двухкомпонентных (ядро-оболочка) Au, Ag/J-агрегат (3,3'-disulfopropyl-5,5'-dichlorothiacyanrne sodium salt) исследова-

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Налбандян Виктор Меружанович, 2018 год

Список литературы

I. Климов, В.В. Наноплазмоника / В.В. Климов. ФИЗМАТЛИТ, - 2009. -480 с.

2. Jiangtao, Lv Plasmon-Enhanced Sensing: Current Status and Prospects / Lv Jiangtao, et al. // Journal of Nanomaterials. - 2015. - V.2015. - P. 1-10.

3. Junxi, Zh. Surface plasmon polaritons: physics and applications / Junxi Zh., Lide Zh. and Wei Xu // J. Phys. D: Appl. Phys. -2012. - V. 45. - 113001. 19pp.

4. Oates, T. Characterization of plasmonic effects in thin films and meta-materials using spectroscopic ellipsometry / T. Oates, W.H. Wormeester, H. Arwin// Progress in Surface Scienc. -2011. -V. 86. - P. 328-376.

5. Lakowicz, J.R. Plasmonics in biology and plasmon-controlled fluorescence/ J.R. Lakowicz// Plasmonics. - 2006. -V.1. - P. 5-33.

6. Ming, Li Plasmon-enhanced optical sensors: a review/ Li Ming, S.K. Cushing, Wu Nianqiang// Analyst. - 2015. - V. 140. - P. 386-406.

7. Homola, J. Surface plasmon resonance sensors for detection of chemical and biological species, Chemical Reviews. -2008. -108, 462-493.

8. Mayer, K.M., Hafner, J.H. Localized surface plasmon resonance sensor // Chemical Reviews. - 2011. - 111. - P. 3828-3857.

9. Вячеславов, А.С. Физические методы синтеза наноматериалов /А.С. Вячеславов, А. А. Елисеев. - С.-П: МФТИ. - 2007. -156 с.

10. Kumar, D. Microwave-assisted synthesis and characterization of silver nan-owires by polyol process / D. Kumar, et al. // Applied Nanoscience. - 2014. -V. 5. - P. 881-890.

II.McFarland, A.D. Single silver nanopaticles as real-time optical sensers with zeptomole sensitivity / A.D. McFarland // Nano Lett. - 2003. - V.3. - P. 10571062.

12.Bradley, C.C. Nanofabrication via atom optics applaed surface scince / C.C. Bradley , et al. // Chem.Rev. - 1999. - V.141. - P. 210-218.

13.Mariscal, M.M. Growth mechanism of nanoparticles: theoretical calculations and experimental results / M.M. Mariscal, J.J. Velazquez-Salazar b and M.J. Yacaman // CrystEngComm. - 2012. -V. 14. -P. 544-549.

14.Ершов, Б.Г. Наночастицы металлов в водных растворах: электронные, оптические и каталитические свойства / Б.Г. Ершов // Рос.хим. ж. - 2001. -T. 45. - В. 3. - C. 1091 - 1098.

15.Карамалиев, Р.А. Эффективные оптические свойства среды с металлическими наночастицами / Р.А. Карамалиев // Fizika - riyaziyyat elmeri seriyast. - 2011. - В. 2.

16.Номоев, А.В. Синтез, строение наночастиц металл/полупроводник Ag/Si, полученных методом испарения-конденсации / А.В. Номоев, С.П. Барда-ханов // Письма в ЖЭТФ. - 2012. - T. 38. - В.8. - C. 786-794..

17. Дементьева, О.В. Наночастицы золота и серебра и наноструктуры на их основе. Синтез, свойства и перспективы применения в медицине / О.В Дементьева и др. // Альманах клинической медицины. - 2008. - Т.3. - Ч. 2.

- C. 317 - 323.

18.Osipova, V. Investigation of Nanoparticles with Metallic Core-Carbon Shell Structure Created at Plasma-Chemical Synthesis in High Frequency Arc Discharge / V. Osipova, et al. // Journal of Siberian Federal University Chemistry.

- 2010. - V.3. - P. 56 - 65.

19. Uwada, T. Single Particle Spectroscopic Investigation on the Interaction between Exciton Transition of Cyanine Dye J-Aggregates and Localized Sur-facePlasmon Polarization of Gold Nanoparticles / T. Uwada et al. // J. Phys. Chem. C. - 2007. - V. 111. - P. 1609 - 1616.

20. Xiong, W. Single-crystal caged gold nanorods with tunable broadband plas-mon resonances / W. Xiong et al. // Chemical Communications. - 2013. -V. 49, - N. 83. - P. 9630-9632.

21. Подрезова, Л. В. Рост наностержней оксида цинка, полученных методом гидротермального синтеза и химического парового осаждения / Л. В. Подрезова // Вестник КазНТУ. - 2013. - № 2. - Вып. 96. - C. 247 - 256.

22.Лашкова, Н.А. Синтез наноструктур на основе оксида цинка для создания гетероструктурных фотовольтаических элементов / Н.А. Лашкова и др. // Физика и техника полупроводников. - 2016. - Т. 50, Вып. 9. - С. 12761282.

23.Bharadwaj, P. Optical Antennas/ P. Bharadwaj, B. Deutsch, L. Novotny // Adv. Opt. Photon. - 2009. - V. 1. - P. 438-483.

24. Hoppener, C. Imaging of membrane proteins using antenna-based optical microscopy/ C. Hoppener, L. Novotny // Nanotechnology. - 2008. - V. 19. - P. 384012.

25.Kappeler, R. Field Computations of Optical Antennas / R. Kappeler, D. Erni, C. Xudong, L. Novotny // J. Comput. Theor. Nanosci. - 2007. - V. 4. - № 3. -P. 686-691.

26.Kalele, S. Nanoshell particles: synthesis, properties and applications / S. Kale-le, S.W. Gosavi, J. Urban, S.K. Kulkarni // Current Science. - 2006. - V. 91. -№ 8. - P. 1038-1054.

27. Riu, J. Nanosensors in environmental analysis / J. Riu, A. Maroto, F.X. Rius // Talanta. - 2006. - V. 69. - P. 288-301.

28. Кучеренко, М.Г. Возможности улучшения характеристик сканирующего ближнепольного оптического микроскопа за счет плазмонно-резонансного увеличения скорости безызлучательного переноса энергии / М.Г. Кучеренко, Д.А. Кислов, Т.М. Чмерева // Российские нанотехноло-гии. - 2012. - №7. - С. 71-77.

29. Tansil N.C., Gao Z. Nanotoday. -2006. -V.1. -N 1. -P. 28-37

30.Vaseashta, A. Nanostructured and nanoscale devices, sensors and detectors/ A. Vaseashta, D. Dimova-Malinovska // Sci. Technol. Adv. Mater. - 2006. - V. 6. P. 312—318

31.Jain P.K., El-Sayed I.H., El-Sayed M.A. Nanotoday. - 2007. -V. 2. -№ 1. -p. 18—29.

32.Yan J., Esteves C.M., Smith J.E., Wang K., He X., Wang L., Tan W. Ibid., -2007. -V.2. -№ 3. -P. 44-50.

33. Cygan, M.T. Insertion, conductivity, and structures of conjugated organic oligomers in self-assembled alkanethiol monolayers on Au{111} / M.T. Cygan, T.D. Dunbar, J.J. Arnold et al. // J. American. Chem. Soc. -1998. -V. 120. -N 12. - P.2721-2732.

34. Donhauser, Z.J. Control of alkanethiolate monolayer structure using vapor-phase annealing / Z.J. Donhauser, D.W. Price, J.M. Tour, P.S. Weiss// J. Am. Chem. Soc. - 2003. -V. 125. - P.11462-11463.

35. Smith, R.K. Patterning self-assembled monolayers / R.K. Smith, P.A. Lewis, P.S. Weiss // Prog. Surf. Sci. - 2004. - V.75(1-2) -P. 1-68.

36. Love, J.C. Self-assembled monolayers of thiolates on metals as a form of nan-otechnology / J.C. Love, L.A. Estroff, J.K. Kriebel, R.G. Nuzzo, G.M. White-sides // Chem. Rev. - 2005. - V.105(4). -P.1103-1169

37. Weiss, P.S. Functional molecules and assemblies in controlled environments: formation and measurements / P.S. Weiss// Acc. Chem. Res. - 2008. -V. 41(12). -P. 1772-1781.

38. Zheng, Y.B. Photoresponsive molecules in well-defined nanoscale /Y.B.Zheng et al. // Adv Mater. - 2013. -V. 25(3). -P. 302

39. Hohman JN, Claridge SA, Kim M, Weiss PS. Cage molecules for self-assembly. Mat. Sci. Eng. R. - 2010. -V.70. -P. 188-208.

40.Saavedra, H.M. Hybrid strategies in nanolithography / H.M. Saavedra, et al.// Rep. Prog. Phys. - 2010. -V. 73(3). -P. 036501.

41. Vaish, A., Native serotonin membrane receptors recognize 5-hydroxytryptophan-functionalized substrates: enabling small-molecule recognition / A. Vaish, et al.// ACS Chem. Neurosci. - 2010. -V. 1(7). -P. 495-504.

42. Klajn, R. Nanoparticles functionalised with reversible molecular and supramo-lecular switches / R. Klajn, J.F. Stoddart, B.A. Grzybowski// Chem. Soc. Rev.

- 2010. -V. 39(6). -P. 2203-2237.

43. Theuerholz, T. Sverre et.al. Influence of Förster interaction on light emission statistics in hybrid systems / T. Sverre Theuerholz, et.al. //Physical Review B.

- 2013. -V. 87. -P. 245313.

44. Aycan Yurtsever Direct Visualization of Near-Fields in Nanoplasmonics and Nanophotonics / Aycan Yurtsever and Ahmed H. Zewail // Nano Lett. - 2012.

- V.12. - P. 3334-3338.

45. Albella, P. Electric and Magnetic Field Enhancement with Ultralow Heat Radiation Dielectric Nanoantennas: Considerations for Surface-Enhanced Spectroscopies / P. Albella, et.al.// ACS Photonics. - 2014. -V. 1. -P. 524-529.

46. Chae, Jungseok Engineering Near-Field SEIRA Enhancements in Plasmonic Resonators / Jungseok Chae, et al. // ACS Photonics. - 2016. - V.3. -P. 87-95.

47. Di Vece, M. Plasmonic nano-antenna a-Si:H solar cell / Marcel Di Vece, et al.// Optics Express. - 2012. - V. 20. -N. 25. - P.27329.

48. Краснов, А.Е. Оптические наноантенны / А.Е. Краснов / УФН. - 2013. -T.183 (6) - C.561-589.

49. Хлебцов, Н.Г. Оптика и биофотоника наночастиц с плазмонным резонансом / Н.Г. Хлебцов// Квант. электрон. - 2008. - Т. 38. - № 6. - С. 504-529.

50. Сотников, Д.В. Детекция межмолекулярных взаимодействий, основанная на регистрации поверхностного плазмонного резонанса / Д.В. Сотников, А.В. Жердев, Б.Б. Дзантиев // Успехи биологической химии. - 2015. -Т. 55. - C. 391-420.

51.Anker, J.N. Biosensing with plasmonic nanosensors / J.N. Anker, W.P. Hall, O. Lyandres, N.C. Shah, J. Zhao, R.P. Van Duyne // Nat. Mater. - 2008. -V. 7(6). -P. 442-453.

52. Willets, K.A. Localized surface plasmon resonance spectroscopy and sensing / K.A. Willets, R.P. Van Duyne // Annu. Rev. Phys. Chem. - 2007. -V.58. -P. 267-297.

53.Riu, J. Nanosensors in environmental analysis / J. Riu, A. Maroto, F.X. Rius // Talanta. - 2006. -V. 69. -P. 288-301.

54. Costa-Fernandez, J.M. The use of luminescent quantum dots for optical sensing / J.M. Costa-Fernandez, R. Pereiro, A. Sanz-Medel // TrAC Trends in Ana-lyt. Chem. - 2006. - V. 25. - № 3. - P. 207-218.

55.Tansil,N.C. Nanoparticles in biomolecular detection / N.C. Tansil, Z. Gao // Nano Today. -2006. -V.1. -№ 1. -P. 28-37.

56. Витухновский, А.Г. Механизм передачи электронного возбуждения в органических светоизлучающих устройствах на основе полупроводниковых квантовых точек / А.Г. Витухновский и др. // Физика и техника полупроводников. - 2013. -Т.47. -Вып.7. -С. 962-969

57. Лебедев, В.С. Оптические свойства трехслойных металлоорганических наночастиц с внешней оболочкой молекулярных J-агрегатов / В.С. Лебедев, Медведев А.С. // Квант. электр. - 2013. -Т.43. - № 11. - C. 1065-1077.

58. Rusinov, A.P. Optical absorption change of organic dye molecules in the presence of metal nanoparticles / A.P. Rusinov, M.G. Kucherenko, Yu.A. Gladysheva // Rus.-Jap. Conf. «Chemical Physics of Molecules and Polyfunctional Materials»: Conf. Proceedings, Orenburg. - 2014. -P. 20-22.

59. Kucherenko, M.G. The interference effects of the molecular light absorption near spherical metalnanoparticles IV International conference on photonics and information optics / M.G. Kucherenko, A.P. Rusinov // Conf. Proceedings, Moscow. - 2015. - P. 336- 337.

60. Зейниденов, А.К. Влияние наночастиц серебра на электронные переходы в молекулах красителей и генерационные характеристики жидкостных лазеров на их основе / А.К. Зейниденов, Н.Х. Ибраев, М.Г. Кучеренко // Вестник ОГУ. - 2014. -№ 9. -Т. 170. -С. 96-102.

61. Sun, G. Practical enhancement of photoluminescence by metal nanoparticles / G. Sun, J.B. Khurgin, R.A. Soref //Appl. Phys. Lett. - 2009. -V. 94. -P. 101103-1 - 101103-3.

62. Suvorova, T.I. Luminescence amplification of dye molecules in the presence of silver nanoparticles / T. I. Suvorova, et al. //Journal of Optical Technology. -2012. -V. 79(1). - P. 56-58.

63. Ragab, A.E., Effect of silver NPs plasmon on optical properties of fluorescein dye / A.E. Ragab, A.Gadallah , Mona B. Mohamed, I.M. Azzouz // Optics & Laser Technology. - 2013. - V. 52. -P.109-112.

64. Кучеренко, М.Г. Модификация спектра дипольной электрической поляризуемости кластера из двух проводящих сферических наночастиц во внешнем магнитном поле / М.Г.Кучеренко, В.М. Налбандян // Вестник ОГУ. - 2014. - № 1. - С. 118-126.

65. Брюханов, В.В. Плазмонное усиление флуоресценции органолюминофо-ров в полимере и на поверхности кремнезема / В.В. Брюханов, В. А. Слежкин, Н. С. Тихомирова [и др.] // Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. Сер. Физико-математические науки. -2012. -Вып. 4. - С. 52-59.

66. Santhi, A. Effect of silver nano particles on the fluorescence quantum yield of Rhodamine 6G determined using dual beam thermal lens method / A. Santhi, et al. // Spectrochimica Acta Part A. - 2004. -V. 60. -P. 1077-1083.

67. Климов, В.В. Спонтанное излучение атома в присутствии нанотел / В.В. Климовa // Квант. электр. - 2001. -T. 31. -№ 7. -С. 569-586.

68. Mukha, Yu.P. Antimicrobial activity of stable silver nanoparticles of a certain size/ Mukha, Yu.P., et al. // Applied Biochemistry and Microbiology. -2013. -V. 49(2). -P. 199-206.

69. Zhao, J. Interaction of plasmon and molecular resonances for rhodamine 6G adsorbed on silver nanoparticles / J. Zhao, et al. // J Am Chem Soc - 2007. -V. 129. -P.7647-7656.

70. Dulkeith, E. Fluorescence quenching of dye molecules near gold nanoparticles: radiativ and nonradiative effects/ E. Dulkeith // Fhysical Revew Letters. - 2002. - V.89. - P. 201-219.

71.Yang, S. Two-photon-excited fluorescence enhanced by metal nanoparticles: the effect of nanoradiative energy transfer/ S. Yang, K. Yanqiaang //Nano. Molecular Medicine and Engineering. - 2009. - IEEE Internation Confernce.

72. Кучеренко, М.Г. Бeзызлучaтельный nepeHOC э^ргии в мaкpомолeкуляp-ных KnacTepax с плазмонными нaночaстицами / М.Г. Кучеренко, В.Н. Степанов, Н.Ю. Кручинин // Ornraa и спектроскопия. - 2015. - Т. 118. -№ 1. - С. 107-114.

73. Kucherenko, M.G. Dinamics and relaxation of excited molecular states in local field of composited nanopaticles and external magnetic field / M.G. Kucherenko // Mater. Rus.-Jap. Conf. «Chemical Physics and Polifunctional Materials»: Orenburg. - 2014. - Р. 13-15.

74. Кучеренко, М.Г. Влияние металлической наночастицы на процессы дезактивации электронно-возбужденного состояния молекулы / М.Г. Кучеренко, А.П. Русинов // Матер. Всерос. научно-метод. конф. «Универс. комплекс как регион. центр обра., науки и культуры». Вопросы фундам. и прикл. физики. - Оренбург, ОГУ. - 2014.

75.Sinan Balci Probing ultrafast energy transfer between excitons and plasmons in the ultrastrong coupling regime / Sinan Balci, et.al. //Applied Physics Letters. -2014. - V.105. -P. 051105.

76. Melnikau Strong plasmon-exiton coupling in a hybrid system of gold nanos-tars and J-aggregates /Melnikau et al.// Nanoscale Research Letters. - 2013. -V.8. -P. 134.

77. Achermann, M. Exciton-Plasmon Interactions in Metal-Semiconductor Nanostructures / M. Achermann // J. Phys. Chem. Lett. - 2010. -V. 1. -P. 2837-2843.

78. Лебедев, В.С. Эффекты плазмон-экситонного взаимодействия при поглощении и рассеянии света двухслойными наночастицами металл/J-агрегат / В.С.Лебедев, А.С.Медведев // Квантовая электроника. -2012. -T.42. -№ 8. -C. 701-713.

79. Kometani, N. Preparation and optical аbsorption spectra of dye-coated Au, Ag, and Au/Ag colloidal nanoparticles in аqueous solutions and in аlternate assemblies / N. Kometani, et al. // Langmuir.- 2001. - V.17. - N.3. - P.578-580.

80. Balci, S. Tuning surface plasmon-exciton coupling via thickness dependent plasmon damping / S. Balci, et al. // Physical Review. B. - 2012. -V.86. -P. 235402.

81.Броуде, В.Л Некоторые вопросы люминесценции кристаллов/ В.Л. Бро-уде, А.Ф. Прихотько, Э.И. Рашба // Успехи физических наук. - 1959. -Т.117. - Вып. 1. - С. 99-117.

82.Yefimova, S.L. Excitation localization effects in nanoscale molecular clusters (J-aggregates) / S.L. Yefimova et al. // Low Temp. Phys. - 2011. - V.37. - P. 157.

83.Красильников, П.М. Экситонное взаимoдействие хромoфoрoв - инструмент тонкой настройки механизма нефoтохимического тушения фи^би-лисом у циагобактерий / П.М. Красильников, Д.В. Зленко, И.Н. Стадни-чук // Комп. исслед. и моделир. - 2015. - Т.7. - №1. - С. 125-144.

84.Malyukin, Yu.V. Control of electron-lattice interaction in organic nanoclusters / Yu.V. Malyukin, et al. // Optical Materials. - 2012. -V. 34(12). - Р. 20082011.

85.Масалов, А.А Особенности люминесценции в нанодисперсных материалах / А.А. Маслов и др. // Нанострукт. материалов. - 2011. - №1. - С. 3-15.

86. Егоров, В.В. Теория J-полосы: от экситона Френкеля к переносу заряда / В.В. Егоров, М.В.Алфимов //Успехи физических наук. - 2007. - T. 177. -№10. - C. 75-82.

87. Ефимова, С.Л. Эффекты локализации экситонов в наноразмерных молекулярных кластерах (J-агрегатах) / С.Л. Ефимова и др. //Физика низких температур - 2011. - Т.37. - №2. - С.120-126.

88. Saikin, К. Photonics excitonics: natural and artificial molecular aggregates/ К. Saikin et al.//Nanophotonics - 2013. - V.2(1). - P. 25-34.

89. Sun, Y. Management of singlet and triplet excitons for efficient white organic light-emitting devices / Y. Sun et al. // Nature Letters. - 2006. - V.440. -P. 908-912

90. Janson, V. Nonlocal optical effects on the fluoreacence and decay rates for admolecules at a metallic nanoparticle / V. Janson // J. of Chem. Phys. - 2007 - V.126. - P.127-136.

91. Кольцова, Е.С. Синтез наночастиц золота и взаимодействие их плазмонов с агрегатами тиатриметинцианиновых красителей/ Е.С. Кольцова, Б.И. Шаписро, М.В. Алфимов // Росс. нанотех. - 2011. - Т.15. -С. 36-45.

92. Васильев, Д.Н. Влияние взаимодействия плазмон-экситон на оптические свойства наночастиц ядро-оболочка / Д.Н.Васильев, Е.С. Кольцова, Д.А. Чубич // Матер. конфер. «Инновационные аспекты фундаментаных исследований по актуальным проблемам физики». - М. - 2009. - С. 10901095.

93. Чмерева, Т.М. Взaимодействие фрeнкелевских экситонов пленки J-aгрегатов с поверхностными плaзмонами метaллической подлoжки / Т.М. Чмерева, М.Г. Кучеренко, К.С. Курмангалеев // Матер. Всеросс. конфер. «Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры». - Оренбург. - 2015. - С. 1091-1096.

94. Esteban, R. Influence of metallic nanoparticles on upconversion / R. Esteban, M. Laroche, J.-J. Greffet //Phys. Optics. - 2009. - V.5. - P. 36-41.

95. Agranovich, V. M. Efficient energy transfer from a semiconductor quantum well to an organic material / V.M.Agranovich, G.C.La Rocca, F.Bassani // JETP Lett. - 1997. - V. 66(11). - P. 714-717.

96. Basco, D. Förster energy transfer from a semiconductor quantum well to an organic material overlayer / D. Basco, G.C. La Rocca, F. Bassani1, V.M. Agranovich // Eur.Phys.J. - 1999. - V. 8. - P. 353-362.

97. Агранович, В.М. Резонансный перенос энергии от полупроводниковой квантовой точки к органической матрице / В.М. Агранович, Д.М. Баско // Письма в ЖЭТФ. - 1999. - Т.69. - Вып.3. - С. 232-235.

98. Basko, D. M. Energy transfer from a semiconductor quantum dot to an organic matrix / D.M. Basko, V.M. Agranovich, F. Bassani, G.C. La Rocca // Eur. Phys. J. - 2000. - V. 13(4). - P. 653-659.

99. Chanyawadee, S. Nonradiative exciton energy transfer in hybrid organic-inorganic heterostructures / S. Chanyawadee, P. G. Lagoudakis, R. T. Harley, D. G. Lidzey, M. Henini // Phys. Rev. B. - 2008. -V.77. -P. 193402-1 -193402-4.

100. Zhang, Q. Highfy efficient resonant coupling of optical excitations in hуbrid organic/inorganic semiсonductor nanostruсtures / Q. Zhang, et al. // Nature Nanotech. - 2007. -V. 2. - P. 555-559.

101. Nizamoglu, S. Resonant nonradiative energy transfer in CdSe/ZnS core/shell nanocrystal solids enhances hybrid white light emitting diodes / S. Nizamoglu, H.V. Demir // Optics Express. - 2008. - V.16. - No18. - P. 13961-13968.

102. Savateeva, D. Hybrid organic/inorganic semiconductor nanostructures with highly efficient energy transfer /, D. Melnikau, V. Lesnyak, N. Gaponikc, Y. P. Rakovich // Journal of Materials Chemistry. - 2012. - No 22. - P. 1081610820.

103. Govorov, A.O. Exciton-plasmon interaction and hybrid excitons in semiconductor-metal nanoparticle assemblies / A.O. Govorov, G.W. Bryant, W. Zhang, T. Skeini, J. Lee, N. A. Kotov, J. M. Slocik, R. R. Naik // Nano Letters. - 2006. - No 5. - P. 984-994.

104. An, K.H. Surface plasmon mediated energy transfer of electrically-pumped excitons / K.H. An, M. Shtein, K.P. Pipe // Optics Express. - 2010. - V. 18. -No 5. - P. 4041-4048.

105. Yang, K. Surface plasmon-enhanced energy transfer in an organic light-emitting device structure / K. Yang, K. Choi1, C. Ahn // Optics Express. -

2009. - V.17. - No 14. - P. 11495-11504.

169

106.Чмерева,Т.М. Экситон - плазмонное взаимодействие в системе "квантовая точка - металлическая нанопроволока" / Т.М.Чмерева, М.Г.Кучеренко, А.Д.Дмитриев // Матер. всеросс. конфер. «Университ. комплекс как регион. центр образ., науки и культуры».- Оренбург. -2015. - С. 1130-1137.

107.Yugang, S. Ambient-stable tetragonal phase in silver nanostructures / S. Yugang, R. Yang, L. Yuzi, W. Jianguo // Nature Communications. - № 3. -2012. - P. 971.

108.Махно, П. В. Собственные волны периодической системы металлических нанопроводов круглого сечения / П. В. Махно, В. В. Махно , А. М. Лерер // Секц.16 «Радиофизика»: сборник тезисов ВНКСФ-12.- Новосибирск. - 2006. - С.642.

109.Yue, W. Single-crystal metallic nanowires and metal/semiconductor nanowire heterostructures / W.Yue, X. Jie, Y. Chen, L. Wei, М. L. Charles // Nature. -Vol. 430. - 2004. - P.61-65.

110. Кучеренко, М.Г. Экситон- плазмонное взаимодействие в системе "по-пупроводниковая квантовая нить - сферическая металлокомпозитная на-ночастица" / М.Г.Кучеренко, Т.М.Чмерева / Материалы. Всероссийской научно- методической конференции «Университ. комплекс как регион. центр образ., науки и культуры». - Оренбург. - 2015. - С. 1097-1107.

111. Крайнов, В.П. Эволюция больших кластеров под действием ультракороткого сверхмощного лазерного импульса / В.П. Крайнов, М.Б. Смирнов // УФН. - 2000. -Т.170. - №.9. - С.969-990.

112.Кучеренко, М.Г. Дитамическая поляризуемость наношaра в случае вырожденного электронного газа и ее роль в плaзмонном мехaнизме пе-редaчи энергии/ М.Г. Кучеренко//Вестник ОГУ. -2012. -№1. -С. 141-149.

113.Гадомский О.Н., Шалин А.С. // ЖЭТФ. - 2007. -Т. 131. - №. 5. - С. 5-13.

114. Ландау, Л.Д. Теоретическая физика. - Т. 3. Квантовая механика (нерелятивистская теория): учебное пособие для вузов / Л.Д. Ландау, Е.М. Лиф-шиц. - М.: Наука, 1989. - 768 с.,

115. Смирнов, М. Б. Многократная ионизация томас - фермиевского кластера сильным электромагнитным полем / М. Б. Смирнов, В.П. Крайнов// ЖЭТФ. - 1999. -Т.115. - Вып. 6. - С. 2014-2019.

116.Рогач, А.Л. Образование высокодисперсного серебра при восстановлении ионов серебра в водных растворах / А.Л. Рогач, В.Н. Хвалюк, В.С. Гурин // Коллоидный журнал. - 1994. - Т.56. - №12. - С. 276-278.

117.Парфенов, В.В. Определение размеров металлических наночастиц из спектров плазмонного резонанса: учебно-методическое пособие / В.В. Парфенов, Болтакова, Л.Р.Тагиров, А.Л. Степанов, Р.И. Хайбуллин - Казань: Казанский (Приволжский) федеральный университет. - 2012. - 21 с.

118.Крутяков,Ю. А. Синтез и свойства наночастиц / Ю. А. Крутяков и др. // Усп. хим. - 2008. -№ 77(3). -С. 242-269.

119. Русинов, А. П. Влияние наночастиц серебра на оптические спектры поглощения молекул органических красителей в полимерных растворах и пленках /Русинов А.П., Кучеренко М.Г.// Вестник ОГУ. -2015. -№13. -С. 195-202.

120. Гинзбург, В.Л. Распространение электромагнитных волн в плазме: монография / В.Л. Гинзбург. - М.: Наука, 1976. - 684 с.

121. Genze1, L. Die1ectric function and infrared аЬБОфйоп of small metal parti-c1es/ L. Genze1, U. Kreibig // Zeitschrift fur Physik B Cond. Matter. - 1980. -V.37. -P. 93-101.

122.Kawabata, A. E1ectronic properties of fine mеta11ic partic1es. II. Pksma resonance аbsorption / A. Kawabata and R. Kubo // Jour. Phys. Soc. Jpn. - 1966. -V.21. -P. 1765-1722.

123. Persson, B.N.J. Po1arizаbi1ity of sma11 sphericа1 meta1 particles: Миепсе of the mаtrix environment./ Surface Science. -1993. -V.281. -P. 153-162.

124.Гинзбург, В.Л. Волны в магнитоактивной плазме. / В.Л. Гинзбург, А.А. Рухадзе. - М.: Наука. - 1975. -256 с.

125.Kucherenko, M.G. Magnetic fie1d effect on intermo1ecu1ar radiateon1ess energy transfer near meta11ic nanopartic1e / M.G. Kucherenko, S.A. Pen'kov //

171

Book of Abstr.The 3- rd Intern. Sympos.«Molecular photonics». - 2012. St.Petersburg. - P. 64.

126.Кучеренко, М.Г. Влиянда внeшнeго магнитного поля на скорость бeзыз-лучательного доноp-акцeптоpного пepeноcа энергии вблизи диамагнитной металлической наночастицы / М.Г. Кучеренко, С.А. Пеньков // Материалы. Всерос. научно- метод. конференции «Университет. комплекс как рег. центр образов., науки и культуры». Оренбург: -2012. - С.934-942.

127.Ландау, Л.Д. Электродинамика сплошных сред. Теоретическая физика. / Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. Т.8. - М.: Физматлит. 2010. - 656 с.

128.Кучеренко, М.Г. Влияние магнитного поля на межмолекулярный безыз-лучaтeльный перенос энергии вблизи cфepоидaльной мeтaлличecкой нaночаcтицы / М.Г. Кучеренко, С.А. Пеньков, В.М. Налбандян, Д.С. Большаков // Материалы Всероссийской научно- методической конференции «Университ. комплекс как регион. центр образования, науки и культуры». - Оренбург: - 2013. - 3335 с.

129.Кучеренко, М.Г. Влияние шаровых наноpaзмepныx мeтaллокомпозитов на скорость бeзызлучaтeльной передачи энергии между молeкулaми / М.Г. Кучеренко // Материалы Всероссийской научно- методической конференции. «Университет. комплекс как регион. центр образования, науки и культуры». - Оренбург: - 2012. -С.926-933.

130.Kucherenko, M.G. Dynamics and relaxation of excited molecular states in local field of composited nanoparticles and external magnetic field / M.G. Ku-cherenko // Proceedings of Rus.-Jap. Conf. «Chem. Phys. of Molec. and Poly-functional Mater.»: - Orenburg. - 2014. - P.13-15.

131. Ландау, Л.Д. Теоретическая физика. - Т. 8. Квантовая электродинамика / Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. - М.: Наука. -1989. - 728 с.

132. Кучеренко, М.Г. Влияние металлической таночастицы на процессы дeзaктивации электронно- вoзбуждeнного состояния мoлeкулы/ М.Г. Кучеренко, А.П. Русинов // Материалы Всероссийской научно- методиче-

ской конференции. «Университет. комплекс как регион. центр образования, науки и культуры». - Оренбург: - 2015. -С. 1091-1096.

133.Климов, В.В. Оптические свойства атома в присутствии кластера из двух наносфер/ В.В. Климов, Д.В. Гузатов // Квант. электр. - 2007. - Т. 37. - №3. - С.209-230.

134.Rechberger, W. Optical properties of two interacting gold nanoparticles/ W. Rechberger, et al. // Opt. Communic. - 2003. -V. 220. -P. 137-141.

135.Foteinopoulou, S. Optical near- field excitations on pksmonic nanoparticle-based structures/ S. Foteinopoulou, J. P. Vigneron, C. Vandenbem // Opt. Express. -2007. -V. 15. -N. 7. -P. 4253-4267.

136. Кучеренко, М.Г. Спeктры поглощения и рассeяния свeта двухчастичными металлическими и гибридными нанокластeрами во внеш^м магнитном полe / М.Г. Кучеренко, В.М. Налбандян // Труды Междун. конфер. «ФПО - 2014». Санкт-Петербург. - 2014. - С. 116-119.

137.Kucherenko, M.G. Influence of mаgnetic field on absorption spectra of hybrid nanoclustеrs/ M.G. Kucherenko, V.M. Nalbandyan // Proceedings of Rus.-Jap. Conf. «Chem. Phys. of Molecules and Polyfunctional Materials»:. - Russia, Orenburg. - 2014. - P. 59-61.

138.Кучеренко, М.Г. Поглощение и спонтaнное излучение свaта молекулой вблизи метaллической нaночастицы во внешнем мaгнитном поле/ М.Г. Кучеренко, В.М. Налбандян // 4 Межд. конф. по фотонике и информ. оптике: Сборник научных трудов. - 2015. - С. 244-245.

139. Давыдов, А.С. Теория твердого тела / A.Q Давыдов - М.: Наука, -1976.

- 360 с.

140.Кучеренко М.Г. Тeнзорное прeдставление динамической поляризуемости двухчастичного нанокластера в приближении точeчных диполей/ М.Г. , Кучеренко // Материалы Всероссийской научно- метод. конф. «Университ. комплекс как регион. центр образования, науки и культуры».

- Оренбург. - 2014. - С. 1412-1421.

141.Nalbandyan, V.M. Spеctrum of ек^ю polarizability semiconductor two-

173

particle nanocluster in a magntic field / V. M. Nalbandyan, M. G. Kucherenko // Abst. of Conf. on phys. of semicond. and nanostr., opto- and semicond. nanoelectronics. Saint-Petersburg. -2013. - P. 56.

142. Strickland, D. Dynamic polarizability tensor for circular cylinders / D. Strickland, A. Ayon, A. Alu // Phys. Rev. B. -2015. -V. 91. -Iss.8. -P. 085104.

143. Кучеренко, М.Г. Спeктpы поляpизуeмоcти нанокластеров из двух композитных частиц во вешнем магнитном полe / М. Г. Кучеренко, В.М. Налбандян// Вестник ОГУ. - 2015. -№ 13. - С. 156-161.

144. Кучеренко, М.Г. Дипольные поляризуемости и сечения поглощения двухчастичных нанокластеров из проводящих однородных и слоистых частиц с вырожденным электронным газом / М.Г. Кучеренко, В.М. Налбандян // Известия вузов. Физика. - 2016. -Т.59. - № 9. - С.87-93.

145. Завитаев, Э.В. Поглощение электромагнитного излучeния мeталличe-ской частицей цилиндpичecкой формы / Э.В. Завитаев, А.А. Юшканов, Ю.И. Яламов // ЖТФ. - 2001. -Т.71. - №11. - С. 114-118.

146. Smogumv, A.N. Electronic structure and pоlarizability of quantum metallic wires/ A.N.Smogunov, L.I.Kurkina, O.V.Farberovich //Phys. of the Solid State. - 2000. -V.42. -№.10. -P.1898-1907.

147. Kallos, E. Resonance properties of optical all-dielectric metamaterials using two-dimensional multipole expansion / E. Kallos, I. Chremmos, V. Yannopa-pas // Physical Review B. -2012. -V.86. -P. 245108.

148.Novotny, L. Principles of Nanooptics / L. Novotny, B. Hecht - Cambridge University Press. - 2006. - 578 p.