|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ПсковГУ |
||
Создание научно-исследовательской и образовательной платформы «Конвергентные нано-, био-, информационные и когнитивные науки и технологии»НИР
- Руководитель НИР: Кашкаров П.К.
- Участники НИР: Воронцов А.С., Головань Л.А., Гончаров А.С., Добрачева В.С., Долгова Т.В., Ежов А.А., Ермакова Н.М., Жигунов Д.М., Заботнов С.В., Занавескина И.С., Ирошников Н.Г., Константинова Е.А., Ларичев А.В., Макуренков А.М., Мартышов М.Н., Панов В.И., Плотников Г.С., Стремоухов С.Ю., Федянин А.А., Форш П.А., Шмелева С.М.
- Подразделение: Кафедра общей физики и наноэлектроники
- Срок исполнения: 16 июля 2012 г. - 15 ноября 2013 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): Соглашение № 8018 от 16 июля 2012 года
- Номер ЦИТИС: 01201277662
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: другое
- ПН России: Индустрия наносистем
-
Рубрики ГРНТИ:
- 29.31.26 Спектроскопические методы и методики
- 29.33.25 Нелинейные оптические свойства сред
- 29.19.22 Физика наноструктур. Низкоразмерные структуры. Мезоскопические структуры
-
Ключевые слова:
поверхностные электромагнитные волны, полностью оптическое переключение, локализация света, эпр-спектроскопия нанокристаллов диоксида олова
-
Описание:
Целью проекта является конвергенция (объединение) знаний о современных методах обработки информации, наноэлектроники, нанофотоники и визуализации наноструктур и живых организмов, а также физиологических процессов в последних. Результаты, полученные в ходе выполнения проекта, позволяют интегрировать знания и достижения современных наноэлектроники и нанофотоники применительно к развитию новых типов сенсоров для контроля за состоянием окружающей среды и устройств для сверхбыстрого управления светом. Также предлагается комплексный подход к решению задач визуализации физических и физиологических процессов в нано-, био- и когнитивных системах современными оптическими методами.
-
Основные результаты:
1. Впервые систематически исследованы оптические свойства поверхностных электромагнитных волн и оптических таммовских состояний в фотонных кристаллах на основе диоксидов кремния и циркония: исследованы и смоделированы законы дисперсии поверхностных состояний, изучены механизмы релаксации поверхностных волн и усиления сдвига Гуса-Хенхен. 2. Впервые проведены исследования временных характеристик возбуждения и релаксации оптических таммовских состояний на фемтосекундных масштабах времени. Впервые обнаружено резонансное усиление нелинейно-оптического отклика фотоннокристаллических структур при возбуждении в них оптических таммовских состояний. 3. Впервые систематически исследовано увеличение сигнала комбинационного рассеяния света в щелевых кремниевых структурах, в том числе и при внедрении в щели инородных жидкостей, за счет локализации в них электромагнитного излучения. 4. Впервые систематически исследованы и описаны механизмы полностью оптического переключения на фемтосекундной и пикосекундной временных шкалах в фотоннокристаллических микрорезонаторах на основе пористого кремния и GaAs/AlAs. 5. Показана возможность эффективного детектирования газов с помощью порошков наночастиц диоксида олова при изменении концентрации окружающих их молекул кислорода и воды, а также при модифицировании различными металлическими примесями и их оксидами. 6. Впервые исследован отклик одиночного атома и вклад эффектов среды на максимальный номер гармоники, эффективно генерируемой плазмой серебра, взаимодействующей с излучением Ti:Sapphire лазера. 7. Показаны новые достижения метода фазового контраста Цернике в жестком рентгеновском излучении для изучения структуры микротрубок на примере микрокристаллов карбида кремния. 8. Впервые продемонстрирована возможность реконструкции фазы в датчике Шака-Гартмана со сверхвысоким пространственным разрешением. Созданы итерационные алгоритмы реконструкции фазы, сохраняющие высокую точность восстановления фазы при сложной форме границы анализируемого зрачка. 9. Впервые проведены и проанализированы эксперименты по визуализации нервной деятельности мышей с геномом GFP,подвергнувшихся депривации и электростимуляции.
- Добавил в систему: Заботнов Станислав Васильевич
Источник финансирования НИР
| ФЦП: Федеральная целевая программа, «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 16 июля 2012 г.-31 декабря 2012 г. | Исследование оптических и электрофизических свойств сенсоров на основе наноструктурированных материалов |
| Результаты этапа: 1. Впервые систематически исследованы оптические свойства поверхностных электромагнитных волн и оптических таммовских состояний в фотонных кристаллах на основе диоксидов кремния и циркония: исследованы и смоделированы законы дисперсии поверхностных состояний, изучены механизмы релаксации поверхностных волн и усиления сдвига Гуса-Хенхен. 2. Разработаны и описаны принципы работы оптических сенсоров повышенной чувствительности на основе усиления эффекта Гуса-Хенхен поверхностными волнами. 3. Впервые систематически исследовано увеличение сигнала комбинационного рассеяния света в щелевых кремниевых структурах, в том числе и при внедрении в щели инородных жидкостей, за счет локализации в них электромагнитного излучения. 4. Разработаны и описаны принципы работы оптических сенсоров повышенной чувствительности на основе усиления сигнала комбинационного рассеяния света в фотоннокристаллических щелевых структурах на основе кремния. 5. Показана возможность эффективного детектирования газов с помощью порошков наночастиц диоксида олова при изменении концентрации окружающих их молекул кислорода и воды, а также при модифицировании различными металлическими примесями и их оксидами. | ||
| 2 | 1 января 2013 г.-15 ноября 2013 г. | Исследование сверхбыстрого оптического переключения в фотоннокристаллических структурах. Визуализация нанобиосистем и процессов в них |
| Результаты этапа: 1. Методом накачка-зонд показано, что под действием мощных лазерных импульсов в фотоннокристаллических микрорезонаторах на основе пористого кремния и GaAs/AlAs присходит сдвиг резонанса отражения на величину до 10 нм в ближнем инфракрасном диапазоне на фемтосекундных и пикосекундных временных шкалах за счет генерации свободных носителей заряда и оптической керровской нелинейности. Реализуемое таким образом полностью оптическое переключение доказывает возможность использования таких структур для сверхбыстрого управления светом с помощью света. 2. С использованием теории нелинейно-оптического отклика атома исследовано взаимодействие плазмы серебра с одноимпульсным излучением Ti:Sapphire лазера с целью описания явления генерации гармоник высокого порядка. Показано, что в результате такого взаимодействия максимальная энергия фотона излучения, которое может быть использовано для диагностики нано-, био- и когнитивных систем, составляет ~100 эВ. 3. Проведено численное моделирование фазового контраста Цернике в диапазоне жесткого рентеновского излучения с использованием рентгеновской преломляющей линзы и зонной пластинки в качестве фокусирующего элемента. Преломляющая линза позволяет увеличивать изображение в десятки раз. 4. Были разработаны методы реконструкции волнового фронта для датчиков с высоким пространственным разрешением. Создан макет датчика волнового фронта с поперечным разрешением 50мкм. 5. У депривированных мышей с геномом GFP, подвергнутых электростимуляции (1 мА) в области лап, были зарегистрированы немонотонные зависимости сигнала флуоресценции коры головного мозга: через 1 – 1.5 часа после удара током наблюдается максимум сигнала флуоресценции, рост которого по отношению к начальному уровню в сенсорной области достигает 15%. | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".