Порядок выполнения работы

Внимание! При выполнении действий с микрокюветой и необходимо использовать перчатки. Лазерный пинцет собран с использованием лазера инфракрасного диапазона. Все работы по юстировке пинцета проводятся с применением защитных очков.

Развести в дистиллированной воде суспензии микрочастиц диоксида кремния или полистирола диаметром 2-4 мкм и наночастиц диаметром 200-300 нм.

Сделать два образца микрокюветы с водным раствором микро- и наночастиц.

Ознакомиться с устройством установки оптического пинцета, определить назначение каждого из узлов.

Включить установку оптического пинцета согласно прилагаемой инструкции (захватывающий лазер на этом этапе остается выключенным). Поместить микрокювету в установку оптического пинцета. Получить на экране монитора изображение микрочастиц в микрокювете, снятое ПЗС-матрицей, записать в файл полученное изображение.

Включить питание захватывающего лазера, слабыми перемещениями основного объектива увидеть на экране монитора интерференционные картины при прохождении фокуса луча захватывающего лазера через нижнюю и верхнюю границы микрокюветы. Записать в файл полученные изображения.

Вращением микровинтов двухкоординатного столика крепления микрокюветы подвести микрочастицу к области перетяжки захватывающего лазера. Осуществить оптический захват микрочастицы в оптическую ловушку.

Перемещением микровинтов продемонстрировать возможность контролируемого перемещения захваченной микрочастицы. Записать в файл видеоролик, иллюстрирующий захват и управление пространственным положением микрочастицы.

Включить питание квадрантного фотодиода (КФД) и измерить с помощью АЦП временную зависимость сигнала КФД при захвате микрочастицы. Записать несколько зависимостей при различных реализациях захвата.

Установить кювету с суспензией наночастиц, осуществить оптический захват нескольких наночастиц, записать видиоролик, иллюстрирующий образование сгустка наночастиц в оптической ловушке.

Обработка и представление результатов

С использованием предлагаемого программного обеспечения провести анализ полученных временных зависимостей и оценить основные параметры оптической ловушки — жесткость и средний размер.

В отчете представить:

1) фотографии микрочастиц в микрокювете, снятые ПЗС-матрицей микроскопа.

2) фотографии интерференционных картин при прохождении фокуса луча захватывающего лазера через нижнюю и верхнюю границы микрокюветы.

3) фотографии из видеоролика, иллюстрирующие захват и управление пространственным положением микрочастицы.

4) фотографии из видеоролика, иллюстрирующие образование сгустка наночастиц в оптической ловушке.

5) оценки основных параметров оптической ловушки — жесткости и ее среднего размера.

Работа № 7. Сборка солнечного элемента нового типа с использованием нанотехнологий

Цель работы: изготовление солнечного элемента с использованием натурального антоцианового красителя, выделенного из листьев цитрусовых, и наночастиц диоксида титана – широкозонного полупроводника, хорошо взаимодействующего с антоцианами.

Солнечные элементы на основе светочувствительных красителей – это искусственные наноустройства, основанные на принципах, сходных с процессами натурального фотосинтеза

Применяемое оборудование и материалы:

1.Проводящее (с ITO покрытием) прозрачное стекло.

2.Пластина (стекло или другой диэлектрик), покрытая нанотонкой плёнкой платины, полученной методом ионно-лучевого распыления- осаждения в вакууме;

3.12 г порошка коллоидного диоксида титана (средний диаметр частиц ~25 нм).

4. Раствор электролита в капельных баночках: 0,5 М йодида калия, смешанного с 0,05 М йода в безводном этиленгликоле.

5.Источник тепла: муфельная печка или сушильный шкаф.

6.Другие материалы и оборудование:

-сок ежевики, малины, граната или ацетоновая вытяжка из зеленых листьев цитрусовых;

-ацетилацетон;

-скотч, стеклянная палочка, фильтровальная бумага;

-источник видимого света;

-соединительные провода с зажимами;

-вольтамперметр.