Сучасна наноплазмоніка

Інcтитут/Факультет: 
ІВТ
Курс: 
2-Маг
Семестр: 
3
Підсумковий контроль: 
іспит
Лектор: 

Лозовський В. З., д. ф.-м. н., професор

Лектор: 

Гринько Д. О., к. ф.-м. н., доцент

Лектор: 

Чегель В. І., к. ф.-м. н., доцент

Кафедра: 
Кафедра математики, теоретичної фізики і комп-рних технологій
Вид навчального курсу: 
Курс за вибором студентів

 


ЗМ1: Основні ідеї та методи плазмоніки

Вступ. Об'ємні та поверхневі лазмони. Локалізовані на наночастинках плазмонні збудження. Елементарні властивості плазмонів. Експериментальні факти.

Методи описання властивостей плазмонних збуджень у наноструктурах.

Фотонний пропагатор. Функція лінійного відгуку. Ефективна сприйнятливість. Розсіяння поверхневих плазмон-поляритонів неоднорідностями на поверхні. Хвилеводні наноструктури.

Взаємодія локалізованих на наночастинках плазмонних збуджень з біологічними та хімічними об'єктами. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


ЗМ2: Технологія виготовлення низьковимірних систем

Вступ. Технологія. Молекула, нанокластер і кристал. Молекулярне тверде тіло. Молекулярний розчин. Нанокомпозит Процеси атомарної точності. Міжфазна межа. Три процеси виділення твердої фази: зародкоутворення, спінодальний ропад, хемосорбція

Критичний зародок. Атомарно-чисті поверхні. Дефекти на поверхні росту. Пошаровий ріст реальних поверхонь. Вплив домішок

Хемосорбція. Міжфазна конденсація Меррифельда. Процес молекулярного нашарування з газової фази Порівняння з Молекулярно-пучкова епітаксією та процесом Ленгмюр-Блоджетт.Синтез гетероструктур з атомарною точністю.

Молекулярні напівпровідники. Синтез молекулярних твердих тіл. Їхнє застосування в сучасній мікроелектроніці.

Міжфазна конденсація. Дифузійне обмеження розмірів.Темплатний синтез. AlO. Електрохімічний синтез нанодротів.

Термодинаміка нанокапілярних явищ. Нанодрук. Наноімпрінтінг. Капілярний темплат

Електростатичний темплат

Наночастинки. Нанонитки. Нанотрубки Нанокристали. Сенсор електропровідності на одиничному нанокристалі. Проблема виготовлення мезосистеми нанокристал- електрод. Подолання дифузійного обмеження аналіту.

 

 


ЗМ3: Молекулярна Плазмоніка

Біомолекули. Біосенсори. Особливості реєстрації біомолекулярних реакцій з використанням поверхневого плазмонного резонансу (ППР) та локалізованого поверхневого плазмонного резонансу (ЛППР). Спорідненість біомолекул. Специфічні та неспецифічні біомолекулярні взаємодії. Моноклональні та поліклональні антитіла. Ізоелектрична точка. Кінетичні константи ассоціації та диссоціації біомолекул. Закон Бугера – Ламберта – Бера.

Наноархітектоніка в біосенсорах. Типи фізико-хімічних взаємодій між полімерною матрицею та біомолекулою. Ван-Дер-Ваальсові взаємодії. Хемосорбція. Гідрофобні взаємодії. Обємні полімерні матричні структури в ППР-біосенсорах та методи їх виготовлення.

Наноматеріали. Наномедицина. Самоорганіізація наночастинок. Вплив функціональних груп лігандів в ЛППР- біосенсорах при взаємодії плазмонних наночастинок. Зета потенціал. Теорія DLVO. Колоїдні розчини плазмонних наноструктур та методи їх виготовлення.

Метаматеріали в біосенсорах. Молекулярний імпринтинг. 2D та 3D імпринтинг. Ковалентний та нековалентний молекулярний імпринтинг. Структурна імітація молекули-темплату. Імпринтовані композити плазмонних наночастинок для детекції молекул методом ППР. Взаємодія поля поверхневого плазмону з плазмонними наноструктурами. Плазмонні наноантени. Нанорадар.

Поверхневе підсилення електромагнітного поля. Гігантське комбінаційне розсіяння. Дипольний момент молекули. Оптичні переходи. Стани мультиплетності. Правило Стокса. Діаграми Яблонського. Квантовий вихід. SEIRA, SERS, SEF методи.

Методи виготовлення плазмонних наноструктур для поверхнево-підсиленої інфрачервоної спектроскопії (SEIRA), поверхнево-підсиленого раманівського розсіяння (SERS), поверхнево-підсиленої флюоресценції (SEF) та для ЛППР-біосенсорів. Наносферна літографія. Наноімпринт. Методи ідентифікації геометрії наноструктур.

Моделювання спектральних характеристик в низькорозмірних структурах. Аналітичні та числові методи. Методи Лоренца, Бруггемана, Максвелла-Гарнетта. Розширена теорія Мі. Метод скінченної різниці в часовій області. Моделювання зміщення спектру екстинкції в ЛППР біосенсорах.

Електрохімія низькорозмірних плазмонних структур. Електрохімічно індуковані процеси на границі поділу між плазмонною плівкою та електролітом. Іонна сила. Ізотерма Ленгмюра. Подвійний шар Гуї-Гельмгольца-Штерна. Теорія Дебая-Хюккеля.

 

Список літератури: 

Основна:

  1. В.Л.Бонч-Бруевич, С.Г.Калашников, Физика полупроводников, М.Наука, 1977С.
  2. Р.Смит, Полупроводники, М.Мир, 1982
  3. О.В.Третяк, В.З.Лозовський, Основи фізики напівпровідників. Т.1. Київ, ВПЦ "Київський університет", 2007

Додаткова:

  1. А.М.Ансельм, Введение в теорию полупроводников, М.Наука, 1978
  2. Н.Ашкрофт, Н.Мермин, Физика твердого тела в 2-х томах, М, Мир, 1979
  3. J.Davies, "The Physics of Low-Dimensional Semiconductors. An Introduction", Univ.Press., Cambridge, 1998

 

ПереглядДолученняРозмір
Program-nanoplasmonics.doc168 КБ
Program-nanoplasmonics.pdf275.45 КБ
ІНСТИТУТ ВИСОКИХ ТЕХНОЛОГІЙ Матеріали дозволено використовувати на умовах GNU FDL без незмінюваних секцій та Creative Commons Attribution/Share-Alike
Дизайн: Інститут високих технологій
Ivan Ivanov