Регистрация пройдена успешно!
Пожалуйста, перейдите по ссылке из письма, отправленного на
Шапка проекта Навигатор абитуриента
Навигатор абитуриента

Российские ученые создали светящиеся наноантенны

© Пресс-служба ИТМОСотрудники Университета ИТМО: Екатерина Тигунцева, Сергей Макаров, Георгий Зограф
Сотрудники Университета ИТМО: Екатерина Тигунцева, Сергей Макаров, Георгий Зограф

МОСКВА, 8 фев – РИА Новости.В день российской науки молодые ученые Университета ИТМО (Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики) отрапортовали об успешном завершении разработки светящихся наноантенн, – они представляют собой новые источники света на основе наночастиц перовскита размером в несколько сотен нанометров.

Установка солнечных батарей на крыше предприятия в городе Гудиер, США
Альтернативная энергетика: когда вместо окон — солнечные батареи
Перовскитами называют многочисленные соединения кристаллическая решетка которых подобна структуре одноименного натурального минерала. Последние несколько лет во многих странах ведутся исследования по использованию перовскитов в качестве сырья для производства солнечных батарей. Разработка ученых ИТМО расширяет возможности применения перовскитов: новые наночастицы могут стать перспективной основой для создания компактных оптоэлектронных устройств – светодиодов или биомаркеров. Результаты исследования опубликованы в одном из ведущих журналов в области нанофотоники "Nano Letters".

Наноантенна – это миниатюрное устройство, предназначенное для излучения или приёма света. Габариты наноантенн не превышают сотен нанометров. Если представить совмещение в одном миниатюрном устройстве источника и приемника света, то открываются перспективы множества применений: уже сейчас создаются экраны высокого разрешения, ученые изучают процессы в живых клетках на молекулярном уровне, передают информацию в оптических сетях. Однако создание устройств на основе таких наноструктур осложнено тем, что материалы, которые обычно используются для наноантенн, обладают очень низкой эффективностью свечения. Получается, что нужно отдельно создавать источники света и наноантенны, а затем размещать их рядом, что является технологически сложной задачей. 

Михаил Рыбин, физик из Университета ИТМО
Физики из России создали почти идеальную "клетку" для света
Сотрудники Университета ИТМО нашли способ объединить наноантенну и источник света в одной наночастице. Она может генерировать, усиливать и направлять свет. "Мы смогли сделать такие наноантенны благодаря особенностям материала – перовскита, ‒ рассказывает ведущий автор статьи Екатерина Тигунцева. ‒ Мы придумали, как получить из него наноантенны сравнительно простым и недорогим способом. Сначала мы синтезировали перовскитную пленку, а затем "напечатали" из нее наночастицы методом лазерной абляции. Иначе говоря, используя отдельные лазерные импульсы, мы как бы перенесли частицы материала с поверхности плёнки на другую подложку".

В ходе изучения полученных перовскитных наночастиц ученые обнаружили, что их излучение усиливается, если спектр излучения совпадает с так называемыми Ми-резонансами. Такие резонансы возникают при взаимодействии света со сферическими объектами размером меньше длины волны. "Особенный интерес они представляют в диэлектрических и полупроводниковых наночастицах, ─ поясняет сотрудник лаборатории гибридной нанофотоники и оптоэлектроники Университета ИТМО Георгий Зограф. – Перовскиты, используемые в нашей работе, также являются полупроводниками. Эффективность их свечения существенно превосходит многие материалы. При этом они не требуют специальных низкотемпературных условий за счет эффективного возбуждения экситонов, – квазичастиц, электронное возбуждение которых в полупроводнике не связано с переносом электрического заряда и массы. Нашей основной заслугой является то, что мы совместили экситоны с резонансами Ми и получили максимально эффективные источники света при комнатной температуре".

Кроме того, спектр излучения наночастиц можно менять, варьируя анионы, – то есть, отрицательно заряженные ионы в составе материала. Таким образом структура материала остается прежней, – просто используется другой компонент в процессе синтеза перовскитной пленки. Для этого не надо каждый раз адаптировать и усложнять метод. Он остается тем же, – при этом меняется цвет излучения наночастиц. Таким образом, можно говорить о впервые полученных субволновых перовскитных наноантеннах с настраиваемым спектром излучения.

Сейчас ученые Лаборатории гибридной нанофотоники и оптоэлектроники продолжают изучение перовскитных наночастиц с использованием других компонентов. Кроме того, в лаборатории разрабатывают новые варианты наноструктур на основе перовскита для совершенствования ультракомпактных оптических приборов и устройств передачи данных.

Лаборатория гибридной нанофотоники и оптоэлектроники является частью Международного научного центра нанофотоники и метаматериалов на мегафакультете фотоники, созданном в Университете ИТМО в рамках реализации программы по повышению конкурентоспособности ведущих российских университетов среди ведущих мировых научно-образовательных центров (Проект 5-100). Участниками Проекта 5-100 является 21 университет, отобранный по результатам двух конкурсов (2013 и 2015 годов) на предоставление государственной поддержки ведущим университетам Российской Федерации. Университеты – участники Проекта 5-100 представляют различные регионы России от Калининградской области до Дальнего Востока.

 
 
 
Лента новостей
0
Сначала новыеСначала старые
loader
Онлайн
Заголовок открываемого материала
Чтобы участвовать в дискуссии
авторизуйтесь или зарегистрируйтесь
loader
Чаты
Заголовок открываемого материала
Презентации Рейтинга регионов по уровню среднего профобразованияРейтинг регионов по уровню среднего профобразования - 2021Первый мониторинг вузов РФ по новым показателям пройдёт в 2023 годуДуховное управление мусульман надеется готовить исламских теологов в вузахНазваны самые высокооплачиваемые вакансии на удаленке в январеОпрос показал, какие профессии россияне считают наиболее престижными Россияне готовы больше платить за качество образования и репутацию вузаУрФУ продлит сроки сдачи сессии студентам, находящимся в КазахстанеСФУ скорректирует учебные планы для студентов из Казахстана"Больше эмпатии": ректор СибГМУ о будущем медицинского образованияНазваны самые необычные декабрьские вакансии в РоссииФальков обеспокоен, что олимпиадники выбирают одни и те же вузы"Ехал в страну Ленина": впечатления иностранных выпускников вузов РоссииОнлайн-конференция иностранных выпускников российских вузовПетербургский Политех перевел студентов на дистанционное обучение"Большой Алтай" объединил 50 ведущих вузов Центральной АзииЦифровой кампус с двойниками студентов создадут в КемеровоМинобрнауки будет способствовать проведению кибертурнировQS опубликовал рейтинг вузов развивающихся стран Европы и Средней АзииТюрко-монгольский мир Большого Алтая: итоги и перспективы