ИСТИНА

Формирование наноструктур и их исследования спектроскопическими методами

1. Методом сверхкритической флюидной импрегнации в образцы легких аэрогелей из диоксида кремния (плотность -0.16 г/см3), которые, в частности, применяются для регистрации черенковского излучения от ядерных частиц, были внедрены молекулы бета-дикетоната европия- Eu (tta)3•2H2O. Другие методы пропитки этого материала с целью введения примесей в данной ситуации не возможны из-за достаточно высокого поверхностного натяжения у обычных органических растворителей, которое приводит к разрушению стенок его пор. Благодаря внедрению таких молекул, которые закрепляются на стенках пор, эти образцы приобретают новое функциональное свойство - под воздействием УФ излучения широкого диапазона длин волн в них возбуждается яркая красная люминесценция со сложной полосой в районе 612 нм. Установлено, что молекулы, содержащие европий, могут закрепляться на кластерах из диоксида кремния в определенных позициях, что приводит к искажению кристаллического поля на ионе Eu3+ и соответственно к уширению штарковских компонент в спектре его фотолюминесценции. Данный результат может быть применим для получения детекторов с более эффективной визуализацией в них черенковского излучения. 2. Экспериментально исследовано уширение и сдвиг дискретных линий в спектре плазмы, возникающей при лазерной абляции кремния в широком диапазоне давлений (102 – 107 Па) окружающего газа (Ar, He, H2). Измерены зависимости уширения и сдвига линий от расстояния до мишени и начального давления газа. Установлено, что пороговый характер исследованных зависимостей, связан с процессом формирования виртуальных перколяционных кластеров, протекающим в плотной горячей плазме. Установлено, что зависимости уширения и сдвига спектральных линий атомов мишени и буферного газа существенно отличаются. 3. Изучена эффективность наноразмерных сцинтилляторов BaF2 в зависимости от размера наночастиц в диапазоне от 10 до 100 нм. Показано, что при размере наночастиц меньше 80 нм происходит снижение выхода люминесценции за счет вылета электронов из наночастиц. Это явление вылета электронов из наночастиц подтверждено одновременным существенным ростом интенсивности люминесценции композитного материала, состоящего из полистирола с внедренными наночастицами, по сравнению с чистым полистиролом. С помощью программы GEANT4 проведена оценка доли энергии, поглощенной наночастицами различных сцинтилляционных материалов, в зависимости от их размера и концентрации, с целью оптимизации параметров использования сцинтилляционных наночастиц в радиотерапии при онкологических заболеваниях. Показано, что наноразмерная структура трека ионизирующей частицы в сцинтилляторах, определяющаяся горячим этапом релаксации электронных возбуждений с испусканием фононов, во многом определяет сцинтилляционный выход и непропорциональность сцинтилляторов на основе иодидов.