Название проекта

Оптическая нелинейность коллоидных растворов полупроводниковых нанокристаллов селенида кадмия (CdSe) планарной геометрии.

Название проекта на английском языке

Optical nonlinearity of colloidal solutions of semiconductor cadmium selenide (CdSe) nanocrystals with planar geometry.

Краткая аннотация

В настоящее время ведётся интенсивный поиск материалов, которые могли бы составить элементную базу для создания новых нанофотонных устройств: нелинейно-оптических переключателей и затворов, а так же нанофотонных интегральных схем. С этой точки зрения перспективными являются различные материалы на основе полупроводниковых наночастиц. Эти материалы обладают уникальными характеристиками (спектры поглощения, люминесценции, нелинейно-оптический отклик), которые можно контролировать за счёт формы и размера, не меняя при этом химический состав наночастиц. Такие системы могут успешно найти применение для динамического управления пропусканием света в системах, содержащих такие объекты - коллоидных растворах, и композитах на основе полимерных матриц.

Настоящий проект направлен на изучение и выяснение механизмов возникновения фотоиндуцированной оптической нелинейности в коллоидных растворах для нового класса наночастиц: полупроводниковых нанопластин CdSe толщиной в несколько атомных слоёв (3-7 монослоёв). Планируется исследование интерференционных картин распределения интенсивности в дальней зоне при прохождении через раствор лазерного пучка (метод аберрационного самовоздействия светового пучка) в зависимости от толщины нанопластин, их концентрации в коллоидном растворе, вязкости среды и средней мощности лазерного излучения. Для автоматизированного анализа изображений интерференционных картин будет разработано специализированное программное обеспечение, позволяющее получить поперечный профиль интенсивности аберрационной картины и проследить его динамику. По этим данным будут определены значения и знаки фотоиндуцированных показателей преломления, и будет выяснено, является ли наблюдаемая фотоиндуцированная нелинейность тепловой или же имеет электронную природу. Понимание механизмов возникновения и определение величины данного эффекта позволит сформулировать пути усиления нелинейных эффектов в коллоидном растворе наночастиц.

Особенностью настоящего проекта является то, что он будет выполнен в течение одного года. Полученные результаты станут основанием для нового проекта, направленного на фундаментальные исследования нелинейного отклика для более широкого класса объектов - композитных систем нанопластин CdSe на основе полимерных и жидкокристаллических матриц.

Цель и задачи фундаментального исследования

Проект направлен на исследование фотоиндуцированной оптической нелинейности в коллоидных растворах полупроводниковых нанокристаллов нового класса – наноразмерных пластин на основе CdSe толщиной в несколько атомных слоев (от 3 до 7 монослоев). Основными задачами проекта являются изучение оптического поглощения коллоидных растворов нанокристаллов различных типов, определение величины и знака фотоиндуцированного показателя преломления, а также механизмов возникновения нелинейности.