ИСТИНА

Оригинальная идея, лежащая в основе проекта, заключается в использовании эффекта усиления электромагнитного поля в димерах кремниевых нанодисков для оптически управляемой локализации наночастиц. В последние годы активно развивается область оптического захвата наночастиц с помощью ближнего поля вблизи плазмонных наноструктур [1–3]. В отличие от классической методики оптического пинцета, такие структуры позволяют значительно уменьшить характерные размеры области локализации наночастиц при одинаковой мощности используемого лазерного излучения, а также захватывать частицы меньшего размера — вплоть до нескольких нанометров. Основным недостатком использования плазмонных наноструктур является поглощение оптического излучения в металлах и локальный нагрев в области ловушки, особенно нежелательный при работе с биологическими объектами. Кремниевые нанострутуры, которые впервые будут использованы для оптического захвата в рамках настоящего проекта, лишены этого недостатка. Более того, как было недавно показано, использование кремниевых димеров позволяет реализовать эффективное усиление как электрического, так и магнитного полей, чего нельзя добиться с использованием металлов [4]. Это уникальное свойство кремниевых наноструктур также может открыть новые возможности в оптическом управлении наночастицами. В рамках проекта будет решена фундаментальная задача исследования взаимодействия пробной наночастицы с ближним электромагнитным полем вблизи димеров кремниевых нанодисков. По статистическим характеристикам временной зависимости интенсивности оптического излучения, рассеянного на захваченной частице, будет восстановлена форма потенциала, в котором локализована частица. Результаты будут сопоставлены с результатами численных расчетов, которые будут проведены в рамках проекта.

1. Создание устройства оптического захвата наночастиц с помощью ближнего электромагнитного поля вблизи димеров кремниевых нанодисков. 2. Рассчитанные величины усиления электрического и магнитного полей в димерах кремниевых нанодисков для различных геометрических параметров димеров. 3. Рассчитанные величины сил, действующих на частицы со стороны ближнего оптического поля вблизи димеров кремниевых нанодисков и оптимальные для оптического захвата параметры структур. 4. Жесткость захвата и распределение потенциальной энергии, полученные экспериментально для различных частиц, включая металлические и диэлектрические сферы нано-масштабов. 5. Определение возможностей димеров кремниевых нанодисков в использовании для захвата биологических нано-объектов, таких как одиночные вирусы.