Оптичні властивості наноматеріалів
DOI:
https://doi.org/10.15407/visn2014.10.030Ключові слова:
оптичні властивості, квантові розмірні ефекти, оптичні мітки, наночастинки металів, нановуглець, нанокомпозитиАнотація
У статті узагальнено дані літератури та результати власних досліджень авторів щодо оптичних властивостей наноматеріалів. Розглянуто квантові розмірні ефекти наночастинок у роботі таких приладів, як резонансні тунельні діоди, лазери на квантових структурах та надчутливі фотодетектори. Описано можливість використання наночастинок металів як нового класу міток у дослідженнях біологічних процесів у різних тканинах, що зумовлено істотно вищою інтенсивністю розсіювання світла нанометалами порівняно з інтенсивністю випромінювання найяскравіших флуоресціюючих молекул. Додатково розглянуто оптичні властивості фулеренів С60 і їх можливе застосування в медичній практиці.
Посилання
Paton B.Ye., Moskalenko V.F., Chekman I.S.Visn. Nac. Akad. Nauk Ukr. 2009. (6): 76-80.
Abramov N.V., Bagatskaya A.N., Belyakova L.A. Nanomaterials and nanocomposites in medicine, biology, ecology (Kyiv: Naukova Dumka, 2011).
Mazurenko V.V., Rudenko A.N., Mazurenko V.G. The nanoparticles, nanomaterials, nanotechnology (Ekaterinburg, 2009).
Nosach L.V., Savchenko D.S., Vlasenko O.M. Ukrayinskiy naukovo-medychnyy zhurnal (Ukrainian Scientific Medical Journal). 2011. (4): 78.
Kreibig U., Vollmer M. Optical Properties of Metal Clusters. (Springer, 1995). http://dx.doi.org/10.1007/978-3-662-09109-8
Serov I.N., Margolin V.I., Zhabrev V.A. Inzhenernaya fizika (Engineering Physics). 2004. (1): 18–32.
Shen M., Cao W. Electronic band-structure engineering of GaAs/AlxGa1-xAs quantum well superlattices with substructures. Mater. Eng. B. 2003. 103: 122–27. http://dx.doi.org/10.1016/S0921-5107(03)00159-4
Romeira B., Javaloyes J., Ironside C. Excitability and optical pulse generation in semiconductor lasers driven by resonant tunneling diode photo-detectors. Opt. Express. 2013. 21(18): 20931–40. http://dx.doi.org/10.1364/OE.21.020931
Cheng H.C., Lee C.P. Investigation of quantum dot passively mode-locked lasers with excited-state transition. Opt Express. 2013. 21(22): 26113–22. http://dx.doi.org/10.1364/OE.21.026113
Cheng S.H., Weng T.M., Lu M.L., Tan W.-C., Chen J.-Y., Chen Y.-F. All carbon-based photodetectors: an eminent integration of graphite quantum dots and two dimensional graphene. Sci. Rep. 2013. 2694. doi: 10.1038/srep02694. http://dx.doi.org/10.1038/srep02694
Ōsawa E. Looking back the most beautiful molecule C60: after quarter century of discovery. Visn. Nac. Akad. Nauk Ukr. 2009. (9): 27-35. http://www.visnyk-nanu.org.ua/en/node/1118.
Yang G., Si Y., Su Z. Theoretical study on the chiroptical optical properties of chiral fullerene C60 derivative. J. Phys. Chem. A. 2011. 115(46): 13356–63. http://dx.doi.org/10.1021/jp204860x
Shen Y., Nakanishi T. Fullerene assemblies toward photo-energy conversions. Phys. Chem. Chem. Phys. 2014. 16(16): 7199–204. http://dx.doi.org/10.1039/c4cp00221k
Chekman I.S., Ulberh Z.R., Malanchuk V.O. Nanosciences, Nanobiology, Nanopharmaceutics (Kyiv, Poligraf+, 2012).
Pokrovskiy V.O., Grebenyuk A.G., Demianenko E.M., Kuts V.S., Karpenko O.B., Snegir S.V., Kartel N.T. Laser desorption/ionization of fullerenes: experimental and theoretical study. Chem. Phys. Technol. Surf. 2013. 4(1): 78–91
Snegir S.V., Gromovyi T.Y., Pokrovskiy V.O. Laser desorption/ionization mass spectrometry of fullerene C60 deposited onto the polished steel and silicon targets. Phys. Met. Adv. Technol. 2006. 28: 255–261.
Asada R., Liao F., Saitoh Y. Photodynamic anti-cancer effects of fullerene [C60]-PEG complex on fibrosarcomas preferentially over normal fibroblasts in terms of fullerene uptake and cytotoxicity. Mol. Cell. Biochem. 2014. 390(1–2): 175–184. http://dx.doi.org/10.1007/s11010-014-1968-8
Shi J., Yu X., Wang L. PEGylated fullerene/iron oxide nanocomposites for photodynamic therapy, targeted drug delivery and MR imaging. Biomater. 2013. 34(37): 9666–77. http://dx.doi.org/10.1016/j.biomaterials.2013.08.049
Ostroukhov N., Sleptsov V., Tyanhynskyy A. Fotonika. 2011. 29(5): 38–41.
Ivanova V.S. Introduction to the interdisciplinary nanomaterials (Moscow, Sains-Press, 2005).
Dhawan A., Muth J. Plasmon resonances of gold nanoparticles incorporated inside an optical fibre matrix. Nanotechnol. 2006. 17: 2504–11. http://dx.doi.org/10.1088/0957-4484/17/10/011
Chien-Ying T., Tien-Li C., Ramesh U. Electrical detection of protein using gold nanoparticles and nanogap electrodes. Jpn. J. Appl. Phys. 2005. 44: 5711–16. http://dx.doi.org/10.1143/JJAP.44.5711
Yershov B.G. Rossiyskiy khimicheskiy zhurnal. 2001. 45(3): 20–30.
Krasteva N., Guse B., Besnard I. Gold nanoparticle/PPI-dendrimer based chemiresistors. Vapor-sensing properties as a function of the dendrimer size. Sens. Actuat. B. 2003. 92(1–2): 137–43. http://dx.doi.org/10.1016/S0925-4005(03)00250-8
Haes A.J., Hall W.P., Chang L. A localized surface plasmon resonance biosensor: first steps toward an assay for Alzheimer’s disease. Nano Lett. 2004. 4(6): 1029–34. http://dx.doi.org/10.1021/nl049670j
Savicheva I.S. Resonant scattering of radiation by nanoparticles of different shapes (Samara, 2013).
Lim S., Mar W., Matheu P. et al. Photocurrent spectroscopy of optical absorption enhancement in silicon photodiodes via scattering from surface plasmonpolaritons in gold nanoparticles. J. Appl. Phys. 2007. 101. doi: 10.1063/1.2733649. http://dx.doi.org/10.1063/1.2733649
Seok-Soon K., Seok-In N., Jang J. et al. Plasmon enhanced performance of organic solar cells using electrodeposited Ag nanoparticles. Appl. Phys. Lett. 2008. 93. doi: 10.1063/1.2967471. http://dx.doi.org/10.1063/1.2967471
Proshkin V.A. PhD (Phys.). 2008.
Kapustianyk V. Nanoferroics: new effects, properties, possibilities. Journal of Physical Studies. 2013. 17(1): 1702–22.
Vladimirov A.G., Korovin S.B., Pustovoy V.I. In: Rusnanotech-08: Proc. I Int. Conf. (3–5 Dec., 2008,Moscow).
Dudar S.S., Sveshnikova Ye.B., Yermolayev V.L. Optika i Spektroskopiya (Optics and Spectroscopy). 2010. 109(4): 605–17.
Chekman Í.S., Radzíêvska S.O. Slovnik-dovídnik z nanonauki (Kyiv: Zadruga, 2013).
Liao X., Chen Y., Qin M. et al. Au-Ag-Au double shell nanoparticles-based localized surface plasmon resonance and surface-enhanced Raman scattering biosensor for sensitive detection of 2-mercapto-1-methylimidazole. Talanta. 2013. 117: 203–08. http://dx.doi.org/10.1016/j.talanta.2013.08.051
Qu L.L., Song Q.X., Li Y.T. et al. Fabrication of bimetallic microfluidic surface-enhanced Raman scattering sensors on paper by screen printing. Anal. Chim. Acta. 2013. 792: 86–92. http://dx.doi.org/10.1016/j.aca.2013.07.017
Liu C., Sahoo S., Tsao M. Acridine orange coated magnetic nanoparticles for nucleus labeling and DNA adsorption. Colloids Surf. B. 2013. 115: 150–56. http://dx.doi.org/10.1016/j.colsurfb.2013.11.003
Rogers N., Claire S., Harris R. et al. High coating of Ru(II) complexes on gold nanoparticles for single particle luminescence imaging in cells. Chem. Commun. (Camb). 2014. 50(5): 617–19. http://dx.doi.org/10.1039/C3CC47606E
Liu G., Long Y., Choi Y. et al. Quantized plasmon quenching dips nanospectroscopy via plasmon resonance energy transfer. Nature Methods. 2007. 4: 1015–17. http://dx.doi.org/10.1038/nmeth1133
