ИСТИНА

Проект посвящен исследованию эффекта возбуждения наносекундными лазерными импульсами в охлажденных наноструктурах длительного свечения в антистоксовой области – так называемой антистоксовой криолюминесценции. Значимость данного исследования связана с тем, что интенсивность криолюминесценции и ее временное распределение индивидуальны для каждого вещества, что делает эффект криолюминесценции высокочувствительным методом обнаружения и анализа состава и строения вещества. Для выявления общих закономерностей процесса антистоксовой криолюминисценции в наноструктурах, в проекте предлагается использовать наноматериалы, различающиеся по морфологии и составу, а также впервые исследовать биологические нанообьекты – вирусы. Экспериментальные и теоретические исследования антистоксовой криолюминесценции в ансамблях наночастиц различной природы будут проведены в широком диапазоне температур; планируется проведение измерений спектральных, энергетических и временных характеристик данного эффекта. Новые экспериментальные данные должны прояснить природу эффекта антистоксовой криолюминесценции в наноструктурах и лечь в основу теоретической модели эффекта, которая на сегодняшний день не развита. В результате выполненной работы будут определены оптимальные условия эффективного возбуждения антистоксовой криолюминесценции и будут предложены практические пути применения исследуемого эффекта, для решения практических задач. Одной из наиболее актуальных задач в настоящее время является создание сенсоров механического воздействия на твердые поверхности для мониторинге разрушений различных материалов в реальном масштабе времени с использованием возникающей при этом антистоксовой люминесценции.

The project is devoted to the investigation of the effect of excitation by nanosecond laser pulses in cooled long-glow nanostructures in the anti-Stokes region - the so-called anti-Stokes cryoluminescence. The significance of this study is related to the fact that the intensity of cryoluminescence and its temporal distribution are individual for each substance, which makes the cryoluminescence effect a highly sensitive method of detecting and analyzing the composition and structure of matter. To reveal the general regularities of the process of anti-Stokes cryoluminescence in nanostructures, the project proposes to use nanomaterials that differ in morphology and composition, and also for the first time to investigate biological nanoobjects - viruses. Experimental and theoretical studies of anti-Stokes cryoluminescence in ensembles of nanoparticles of various nature will be carried out over a wide temperature range; It is planned to carry out measurements of the spectral, energy and time characteristics of this effect. New experimental data should clarify the nature of the effect of anti-Stokes cryoluminescence in nanostructures and form the basis of the theoretical model of the effect, which is not yet developed. As a result of the work done, optimal conditions for effective excitation of anti-Stokes cryoluminescence will be determined and practical ways of applying the effect to be solved will be proposed for solving practical problems. One of the most urgent tasks at present is the creation of sensors for mechanical action on solid surfaces for monitoring the destruction of various materials in real time using the anti-Stokes luminescence that occurs.

В результате выполнения проекта планируется получить обширный экспериментальный материал о новом нелинейном эффекте, обнаруженном нашим коллективом –антистоксовой криолюминесценции и описать механизм возникновения и динамику данного эффекта в различных наноматериалах.

Нашим коллективом также проводились исследования люминесценции в наноструктурированных трехмерных матрицах глобул диоксида кремния ( искусственного опала) [Journal of Luminescence, V. 166, 233-237, 2015]. В работе исследовались временные характеристики свечения искусственных опаловых матриц при возбуждении наносекундными импульсами азотного лазера с длиной волны 337 нм. Возбуждение осуществлялось либо одиночными импульсами, либо цугом импульсов с частотой 25-100 Гц и интервалом между импульсами 40-10 мс. При комнатной температуре не было обнаружено временной задержки. При температуре жидкого азота кроме быстрого отклика, практически совпадающего с возбуждающим импульсом, наблюдалось длительное послесвечение, продолжающееся приблизительно в течение 100 мс в случае одиночных импульсов и почти 1 с при возбуждении цугом импульсов. Было обнаружено существование температурного порога 135 ± 5 К.