Работа сотрудников международных лабораторий гибридных фотонных наноматериалов и нано-биоинженерии НИЯУ МИФИ принята в печать высокорейтинговым журналом Nanoscale

Статья сотрудников кластера двух международных лабораторий НИЯУ МИФИ — Лаборатории гибридных фотонных наноматериалов (ЛГФН) и Лаборатории нано-биоинженерии (ЛНБИ), подготовленная с участием коллег из Испании, принята к публикации престижным международным журналом Nanoscale, издаваемым совместно британским Королевским Химическим Обществом (Royal Society of Chemistry, RSC) и Национальным центром нанонаук и технологий КНР.

В статье В.А. Кривенкова, П.С. Самохвалова, А. Санчез-Иглесиас, М. Гржелчака, И.Р. Набиева и Ю.П. Раковича “Strong increase in the effective two-photon absorption crosssection of excitons in quantum dots due to the nonlinear interaction with localized plasmons in gold nanorods” был обнаружен и описан эффект значительного увеличения способности квантовых точек к двухфотонному поглощению за счет реализации нелинейного резонансного переноса энергии от золотых плазмонных наночастиц.

В этой работе был создан тонкопленочный гибридный материал, состоящий из полупроводниковых квантовый точек, поглощающих и излучающих свет в видимом диапазоне длин волн, и золотых плазмонных наночастиц, способных поглощать излучение в инфракрасном диапазоне. Ученые обнаружили, что в составе такого материала способность квантовых точек к двухфотонному поглощению в нелинейном режиме возрастает более чем в 12 раз. Двухфотонное поглощение по сути представляет собой реализацию оптического перехода при поглощении одновременно двух фотонов, причем энергия такого перехода равняется сумме энергий двух фотонов. В случае квантовых точек двухфотонное поглощение приводит к преобразованию энергии с повышением частоты, то есть из двух инфракрасных фотонов низкой энергии можно получить один высокоэнергетический фотон видимого оптического излучения. Ученые объяснили наблюдаемое увеличение вероятности двухфотонного поглощения в квантовых точках вблизи золотых плазмонных наночастиц реализацией ближнепольного диполь-дипольного переноса энергии в нелинейном режиме. Это стало возможным благодаря тому, что использованные золотые плазмонные наночастцы могли эффективно взаимодействовать с возбуждающим инфракрасным излучением и концентрировать его энергию вблизи своей поверхности за счет реализации резонансных локализованных плазмонных колебаний. В итоге, плотность энергии электромагнитного поля плазмонной моды оказалась достаточной для эффективного переноса энергии одновременно от двух квантов плазмонной моды к экситонному состоянию в квантовой точке. Полученные в работе результаты позволяют значительно увеличить эффективность использования квантовых точек для преобразования энергии электромагнитного поля с повышением частоты, что находит широкое применение в области высококонтрастной био-визуализации и для создания нелинейно-оптических фотодетекторов.

Контакты:

Научный сотрудник, к.физ.-мат.н. В.А. Кривенков (vkrivenkov@list.ru)

Директор по внешним связям М.Г. Коренкова (MGKorenkova@mephi.ru)

Лаборатория нано-биоинженерии (www.lnbe.mephi.ru)

Лаборатория гибридных фотонных наноматериалов (http://lpnm.mephi.ru/index.php/ru/)

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
115409 Российская Федерация, Москва, Каширское шоссе, д. 31