Мы используем cookie файлы.
Пользуясь сайтом, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности.

Ракович Юрий Петрович Ирландия, Беларусь
Номер договора
14.Y26.31.0011
Период реализации проекта
2017-2021
Заведующий лабораторией

По данным на 01.11.2022

13
Количество специалистов
40
научных публикаций
9
Объектов интеллектуальной собственности
Общая информация

Ученые лаборатории работают на стыке плазмоники и биофизики: нанотехнологии открывают широкие возможности для разработки высокоинтегрированных систем из биомолекул и специально разработанных наноструктур с комплексом новых функций, которые найдут применение в фотонике, электронике и медицине. Плазмонные наноструктуры способны значительно усиливать взаимодействие света с веществом на наноуровне за счет высокой степени локализации оптических полей. Это их свойство открывает широчайшие возможности для практического применения таких структур в самых разных областях, от наномасштабной оптической микроскопии и спектроскопии до ультра-сенсинга, а также для всех приложений, где требуется повышение оптической нелинейности.

Название проекта: Линейные и нелинейные оптические эффекты на наноуровне для создания биосенсоров новых поколений

Цели и задачи
Направление исследований: Нанотехнологии

Цель проекта: Проведение детальных исследований по взаимодействию света и вещества на наноуровне, в частности на нано-био-интерфейсе

Практическое значение исследования

Научные результаты:

  1. Проведено исследование эффективности резонансного переноса энергии и характерных расстояний в гибридных системах, находящихся в режиме сильной связи в микрорезонаторе.
  2. Изучены условия увеличения характерных расстояний, на которых происходит резонансный перенос энергии с помощью эффекта сильной связи (результат вошел в число важнейших достижений отечественных ученых в Год науки и технологий).
  3. Изготовлены активные среды, содержащие модельные аналиты для получения ГКР-спектров в рабочей полости перестраиваемого микрорезонатора.
  4. Проведено исследование влияния режима сильной связи на вид спектра ГКР модельных аналитов в рабочей полости перестраиваемого микрорезонатора.
  5. Проанализированы возможности аналитического описания полученных в ГКР-системах экспериментальных результатов с позиции образования сильной связи между локализованными плазмонными модами и экситоном.
  6. Проведены исследование влияния степени перекрывания плазмонных спектров со спектрами полупроводниковых нанокристаллов на эффективность биэкситонной фотолюминесценции и определение допустимого диапазона интенсивностей возбуждающего излучения и эффективного сечения поглощения.
  7. Проведено исследование влияния плазмон-экситонного взаимодействия на степень запутанности генерируемых фотонных пар.
  8. Разработаны новые подходов к сенсингу и диагностике, использующих пары запутанных фотонов, и теоретическое моделирование потенциальной диагностической платформы.

Внедрение результатов исследования:

  • Создана уникальная настраиваемая микрорезонаторная система для создания гибридных состояний «свет-вещество» и управления химическими и биологическими свойствами молекул светом.

  • Прибор представляет собой микрорезонатор, состоящий из плоского и выпуклого зеркал, которые обеспечивают плоско-параллельность по крайней мере в одной точке на поверхности последнего, минимизируя объем моды. Настройка длины микрорезонатора с нанометровой точностью обеспечивается пьезоустройством прецизионного позиционирования.

  • Использование этого прибора открывает новые возможности для изучения влияния эффектов сильной и слабой связи на комбинационное рассеяние, скорость химических реакций, электропроводность, лазерную генерацию, безызлучательный перенос энергии и другие физические, химические и биологические функции.

Образование и переподготовка кадров:

  • За весь период выполнения проекта ведущим ученым Раковичем Ю.П. были организованы очные стажировки молодых ученых и студентов в Центр физики материалов Высшего совета по научным исследованиям Испании, г. Сан-Себастьян, где проводились совместные эксперименты в области наноплазмоники и биосенсинга, а также научные обсуждения результатов и подготовка совместных публикаций. Ввиду независящих от ведущего ученого обстоятельств, связанных с распространением в 2020 году коронавирусной инфекции COVID-19 и соответствующими предпринятыми мерами изоляции, очные стажировки аспирантов/студентов в организацию, в которой ведущий ученый работает на постоянной основе, не состоялись. Однако, для повышения квалификации студентов, аспирантов и сотрудников коллектива, ведущим ученым были организованы и проведены онлайн-стажировки.
  • В 2021 году один из членов ЛГФН защитил диссертацию на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук.

Организационные и инфраструктурные преобразования:

  • С участием Международной лабораториии гибридных фотонных наноматериалов и Лаборатории нано-биоинженерии НИЯУ МИФИ создан кластер превосходства (передового опыта) двух мега-лабораторий, специализирующихся на плазмонных и экситонных наноструктурах и их применениях в оптоэлектронике и биомедицине.
  • Созданный уникальный кластер позволил как научным работникам и студентам этих лабораторий, так и сотрудникам других подразделений НИЯУ МИФИ и других научных учереждений, использовать уникальное оборудование и технологии, созданные в кластере.
  • С 14 июня 2022 года кластер двух мега-лабораторий объединился в Научный центр наноинженерии фотонных материалов для биомедицины и оптоэлетроники инженерно-физического института биомедицины.

Сотрудничество:

Университет Страны Басков, Сан Себастиан (Испания): совместные исследования.

Университет ИТМО  (Россия): проведение совместных исследовательских проектов. Обмен научно-технической информацией и результатами научных исследований. Публикация результатов совместных научных исследований в этих областях на условиях, оговоренных университетами. Проведение совместных семинаров, конференций, симпозиумов и обмен студентами и исследователями, работающими по вышеуказанной тематике.

Университет города Реймс Шампань-Арден (Франция): проведение совместных исследовательских проектов. Обмен научно-технической информацией и результатами научных исследований. Публикация результатов совместных научных исследований в этих областях на условиях, оговоренных университетами. Проведение совместных семинаров, конференций, симпозиумов и обмен студентами и исследователями, работающими по вышеуказанной тематике.

Скрыть Показать полностью
Melnikau, D., Samokhvalov, P., Sánchez-Iglesias, A., Grzelczak M., Nabiev, I., Rakovich, Y.P.
(2022) Strong coupling effects in a plexciton system of gold nanostars and J-aggregates. Journal of Luminescence, 242, 118557. DOI: 10.1016/j.jlumin.2021.118557. IF=4.171. Q2
Dovzhenko, D., Lednev, M., Mochalov, K., Vaskan, I., Rakovich Y., , Karaulov, A., Nabiev, I.
(2021) Polariton-assisted manipulation of energy relaxation pathways: donor–acceptor role reversal in a tuneable microcavity. Chemical Science, 38. DOI: 10.1039/D1SC02026A. IF=9.969. Q1
Krivenkov, V., Samokhvalov, P., Sánchez-Iglesias, A., Grzelczak M., Nabiev, I., Rakovich, Y.
(2021) Strong increase in the effective two-photon absorption cross-section of excitons in quantum dots due to the nonlinear interaction with localized plasmons in gold nanorods. Nanoscale, 8. DOI: 10.1039/D0NR08893E.
Krivenkov, V., Samokhvalov, P., Nabiev, I., Rakovich, Y.P.
(2021) pH-Sensing Platform Based on Light-Matter Coupling in Colloidal Complexes of Silver Nanoplates and J-Aggregates. Journal of Physical Chemistry C, 125, 3, 1972-1979. DOI: 10.1021/acs.jpcc.0c10602. IF=4.126. Q1
Dovzhenko, D., Lednev, M., Mochalov, K., Vaskan, I., Samokhvalov, P., Rakovich, Y., Nabiev, I.
(2021) Strong exciton−photon coupling with colloidal quantum dots in a tunable microcavity. Appl. Phys. Lett. 119, 011102. DOI: 10.1063/5.0047146. IF=3.791. Q1
Zvaigzne, M., Domanina, I., Il’gach, D., Yakimansky, A., Nabiev, I., Samokhvalov, P.
(2020) Quantum Dot-Polyfluorene Composites for White-Light-Emitting Quantum Dot-Based LEDs. Nanomaterials, 10 (12), 2487. DOI: 10.3390/nano10122487. IF=5.076. Q1
Krivenkov, V., Rakovich, Y.P., Samokhvalov, P., Nabiev, I.
(2020) Synergy of excitation enhancement and the purcell effect for strong photoluminescence enhancement in a thin-film hybrid structure based on quantum dots and plasmon nanoparticles. Journal of Physical Chemistry Letters, 11, 19, 8018-8025. DOI: 10.1021/acs.jpclett.0c02296. IF=6.475. Q1
Hendel, T., Krivenkov, V., Sánchez-Iglesias, A., Grzelczak, M., Rakovich, Y.P.
(2020) Strongly coupled exciton-plasmon nanohybrids reveal extraordinary resistance to harsh environmental stressors: Temperature, pH and irradiation. Nanoscale, 12(32), с. 16875-16883. DOI: 10.1039/D0NR04298F. IF=8.307. Q1
Krivenkov, V., Dyagileva, D., Samokhvalov, P., Nabiev, I., Rakovich, Y.
(2020) Effect of Spectral Overlap and Separation Distance on Exciton and Biexciton Quantum Yields and Radiative and Nonradiative Recombination Rates in Quantum Dots Near Plasmon Nanoparticles. Annalen der Physik 532(8), 2000236. DOI: 10.1002/andp.202000236. IF=2.964. Q1
Dovzhenko, D., Mochalov, K., Vaskan, I., Kryukova, I., , Rakovich, Y., Nabiev, I.
(2019) Polariton-assisted splitting of broadband emission spectra of strongly coupled organic dye excitons in tunable optical microcavity. Optics Express, 27 (4), p. 4077-4089. DOI: 10.1364/OE.27.004077. IF=4.116. Q1
Фотоальбомы
Вторник , 03.12.2019
Другие лаборатории и ученые
Лаборатория, принимающая организация
Область наук
Город
Приглашенный ученый
Период реализации проекта
Лаборатория фотоники функциональных наноматериалов

Национальный исследовательский университет ИТМО - (ИТМО)

Нанотехнологии

Санкт-Петербург

Демир Хилми Волкан

Турция

2021-2023

Лаборатория 3D печати функциональных наноматериалов

Национальный исследовательский университет ИТМО - (ИТМО)

Нанотехнологии

Санкт-Петербург

Кумачева Евгения Эдуардовна

Канада

2019-2021

Лаборатория «Светоизлучающие углеродные квантовые наноструктуры»

Национальный исследовательский университет ИТМО - (ИТМО)

Нанотехнологии

Санкт-Петербург

Рогач Андрей

Германия

Ушакова Елена Владимировна

Россия

2018-2020