Лаборатории
Лаборатория ведет исследования физических свойств гибридных наносистем, разработку и создание наноматериалов и наноструктур с требуемыми потребительскими свойствами для нового поколения высокоэффективных инновационных технологий и устройств оптоэлектроники и фотоники.
Основной задачей лаборатории является исследование особенностей оптических и безызлучательных переходов и механизмов диссипации энергии элементарных возбуждений в гибридных системах с полупроводниковыми и углеродными наночастицами.
Лаборатория «Нелинейная оптика конденсированных сред»
Лаборатория проводит передовые теоретические исследования по направлениям: нелинейные процессы оптического возбуждения и сверхбыстрого оптического переключения в твердотельных системах различной размерности; оптика волн материи; локализация макроскопических объектов с помощью оптического пинцета и ионных ловушек; свойства композитных сред на основе жидких кристаллов с наночастицами; спектроскопические исследования активированных редкоземельными ионами (РЗИ) кристаллов на основе соединений простых и двойных фторидов.
Лаборатория «Моделирование и дизайн наноструктур»
Лаборатория проводит передовые теоретические исследования взаимодействия света с веществом на наномасштабе и производит теоретическую поддержку экспериментов, проводимых Международным исследовательским и образовательным центром «Физика наноструктур».
Среди актуальных тем исследований - спектроскопия квантовых точек, оптика квантовых суперкристаллов, суперхиральность и оптическая активность неорганических наночастиц для применения в оптическом зондировании и при обогащении смесей энантиомеров хиральных нанообъектов.
Лаборатория была создана в 2013 году в ходе выполнения работ по гранту Правительства Российской Федерации (постановление №220) «Разработка новых систем хиральных квантовых точек и их применение». В лаборатории ведутся исследования и разработки по широкому кругу проблем, связанных с физикой и технологией наноматериалов и наноустройств.
Хиральность – это одно из самых захватывающих явлений в мире природы. Хиральные соединения играют чрезвычайно важную роль в области химии, фармакологии, биологии и медицины. Новый класс хиральных нанокристаллов сейчас только формируется, но уже привлекает значительное внимание исследователей, потому что хиральность нанокристаллов может иметь огромное влияние на нанотоксикологию и нано-био-технологии. Хиральные нанокристаллы будут обладать значительно лучшей по сравнению со своими ахиральными аналогами биосовместимостью. Будет возможно встраивать их в биосистемы, играя по молекулярным "правилам". Мы уже знаем, как разделить энантиомеры нанокристаллов, мы показали, что хиральность присуща полупроводниковым нанокристаллам изначально, и теперь мы работаем над дальнейшими исследованиями различных аспектов взаимодействия хиральных нанокристаллов и биосистем.
Лаборатория «Фотофизика поверхности»
В лаборатории «Фотофизика поверхности» исследуются композитные материалы, в состав которых входят наночастицы благородных металлов. Привлекательная особенность наночастиц благородных металлов состоит в том, что в колебаниях под действием внешнего электромагнитного излучения участвуют все входящие в них электроны проводимости. В результате коллективный отклик на внешнее воздействие оказывается большим, чем у других резонансных систем, а вблизи наночастицы создается область, в которой плотность энергии электромагнитного поля выше, чем в падающей волне. Помещая различные резонансные системы с полезным, но относительно слабым откликом в ближнее поле плазмонных наночастиц, можно добиться существенного увеличения поглощения, а вслед за ним и интенсивности люминесценции и ускорения протекания других процессов. Особый интерес представляют создаваемые нами композиты, включающие эпитаксиальные полупроводниковые квантовые точки в монокристаллическом арсениде галлия, которые могут быть использованы в оптоэлектронных приборах. Исследуются также композиты с органическими красителями, в том числе, образующими J-агрегаты. Исследуется возможность использования металлических наночастиц для изучения кинетики процессов в живых клетках.
Лаборатория «Оптика квантовых наноструктур»
В лаборатории исследуются физические процессы, определяющие корреляцию между оптическими свойствами и формой, размерами и химическим составом коллоидных полупроводниковых квантовых нанокристаллов (квантовых точек, стержней, нанопластин, тетраподов и т.п.) с переходами в видимой и ближней ИК области. Кроме того, занимаются установлением динамики квантовых переходов в нанокристаллах разной формы и размерности и их ансамблях, включая энергетическую и фазовую релаксацию электронной подсистемы нанокристаллов. Изучают самоорганизацию коллоидных полупроводниковых нанокристаллов; формирование упорядоченных двух- и трехмерных наноструктур с оптическими и электрическими параметрами, необходимыми для создария перспективных элементов и устройств нанофотоники.
Основная исследовательская деятельность посвящена формированию и фотофизическим свойствам гибридных наноструктур на основе квантовых нанокристаллов, связанных с партнерами, обладающими различными функциональными способностями (органические молекулы, металлические наночастицы), а также взаимодействия между нанокристаллами и партнерами. Ведется разработка люминесцентных сенсоров и маркеров в видимой и ближней ИК области, фотодетекторы и фототранзисторов.
Международная Лаборатория «Гибридные наноструктуры для биомедицины»
Гибридные наноструктуры представляют собой материалы и наноразмерные структуры, сформированные на основе разнородных компонентов. Под разнородными материалами понимают неорганические (полупроводниковые, магнитные и металлические наночастицы и т.п.) и органические компоненты (молекулы, полимеры, белки и т.п.). Комбинирование свойств отдельных компонентов позволяет создавать гибридные наноструктуры с уникальными свойствами, которые могут быть использованы для широкого круга биологических приложений.
В лаборатории научной группой создаются и исследуются гибридные наноструктуры для терапии и диагностики социально значимых заболеваний (онко- и кардиозаболеваний), а также разрабатываются различные биосенсинговые системы.
Международная лаборатория «Математические методы физики композитных материалов»
Международная научная лаборатория созданная в рамках Программы повышения конкурентоспособности Университета ИТМО. Лаборатория является самодостаточной исследовательской и образовательной единицей, способствует формированию педагогического и исследовательского сообщества в Санкт-Петербурге в области синтеза фундаментальных исследований и коммерческих приложений.