Оренбургский государственный университет

Использование наноплазмонных свойств эндометаллофулеренов в оптоэлектронике и биологии

Проект ГК П1535
Руководитель — к.ф.-м.н. Алиджанов Э.К.

Отработана технология формирования полимерного композита на основе поли[2-метокси-5-(2'-этилгексилокси)-1,4-вениленвинилен] (MEH-PPV), допированного эндометаллофуллеренами (ЭМФ). Исследованы его фотофизические свойства в зависимости от степени допирования ЭМФ-структурами. Показано, что в области допирования 1–4% происходит эффективное тушение люминесценции MEH-PPV в области 600–700 нм. При концентрации ЭМФ 6–8% наблюдается усиление основного люминесцентного сигнала и формирование дополнительной полосы люминесценции в области 400–500 нм. Структура данного люминесцентного сигнала идентична структуре люминесценции ДМФА раствора ЭМФ, которая обусловлена (как было показано нами ранее) излучательным распадом плазмонов, возбуждаемых в кластерах ЭМФ. Совокупность полученных экспериментальных результатов позволяет предположить, что усиление основного люминесцентного сигнала полимерного композита и формирование дополнительной полосы люминесценции при уровне допирования ЭМФ 6–8% объясняется плазмонным механизмом усиления локального электромагнитного поля, что обуславливает увеличение квантового выхода люминесценции в ближнепольной области (r<λ) сформированных в объеме полимера ЭМФ-нанокластеров.

Показана высокая эффективность использования ЭМФ-препарата в качестве контрастирующего агента биологических образцов для метода растровой электронной микроскопии. Эффект контрастирования обуславливается высокой адгезией ЭМФ-структур к биологическим тканям (поверхности органической природы) в совокупности с высоким коэффициентом вторичной электронной эмиссии с поверхности ЭМФ-кластеров (σ>>1). Высокая эмиссионная способность наночастиц объясняется перегревом электронного газа делокализованных электронов, что обеспечивается обедненным фононным спектром частиц малых размеров.

На основе высокой адгезии ЭМФ-структур к органическим системам разработана методика формирования упорядоченных и протяженных эндометаллофуллереновых структур на основе эффекта самосборки ЭМФ-молекул в кластеры (d=200–300 нм) в областях поверхности, имеющей органическую природу. Показано, что сформированные ЭМФ-структуры является плазмонно-активными и на них реализуется механизм электродинамического усиления локального светового поля, что имеет важное прикладное значение для оптической спектроскопии и прикладной оптоэлектроники.