Деятельность лаборатории сконцентрирована на проведение комплексных научных исследований в области оптики, теоретической физики, физики конденсированного состояния и нанотехнологий и направлена на решение следующих основных задач:
- Развитие научного направления физики новых наноструктурированных функциональных материалов, включая вопросы синтеза, характеризации (диагностики), исследования физических (физико-химических) свойств и взаимодействий с электромагнитным излучением.
- Разработка рекомендаций к использованию результатов НИР в прикладных и опытно-конструкторских разработках в области наносенсорики.
- Повышение уровня прикладных и фундаментальных исследований российских ученых в области физики новых наноструктурированных функциональных материалов, включая вопросы синтеза, диагностики, исследования физических свойств и взаимодействий с электромагнитным излучением.
- Разработка и апробация техники синтеза нанокомпозитных материалов (диэлектрических, металлических, гибридных), в т. ч. развитие методов шаблонного синтеза на основе полимерных трековых мембран.
- Проведение структурной и оптической нанодиагностики новых перспективных функциональных материалов при комнатной и криогенных температурах.
- Исследование физических свойств новых материалов с использованием современных методов физики твердого тела и материаловедения, в т. ч. электронная микроскопия, атомно-силовая микроскопия, рентгеноструктурный анализ, диэлектрическая спектроскопия, эллипсометрия, рефрактометрия.
- Развитие экспериментальных методов оптической спектроскопии и микроскопии (наноскопии) перспективных материалов, включая технику детектирования спектров люминесценции, спектров возбуждения люминесценции, спектров комбинационного рассеяния света, кинетики люминесценции в широком диапазоне низких температур (от криогенных до комнатной) с высоким пространственным и спектральным разрешением – вплоть до детектирования единичных квантовых излучателей.
- Исследование микроскопической природы различных процессов, протекающих в композитах, структурированных материалах на нанометровом масштабе, в т. ч. исследование локальных эффектов и эффектов взаимодействия свойств нанообъектов с ближайшим локальным окружением.
- Поиск и исследование фундаментальных закономерностей, определяющих связь физических свойств наноразмерных структур (в частности, фотофизических свойств отдельных излучателей) с макроскопическими характеристиками исследуемых композитных материалов.
- Комплексные исследования фотофизических, структурных и динамических характеристик новых материалов, перспективных для использования в современной фотонике и смежных приложениях (органических молекул и молекулярных комплексов; диэлектрических, полупроводниковых и гибридных наночастиц, квантовых точек, примесных сред и композиционных материалов на их основе).
- Поиск и развитие новых теоретических подходов и моделей к описанию физических и оптических свойств новых наноструктурированных материалов, сравнительный анализ экспериментальных и теоретических данных с применением методов численного моделирования.
- Разработка и апробация структур для поверхностно-усиленной спектрометрии (люминесцентной, комбинационного рассеяния света) с наночастицами, одиночными хромофорными молекулами и полупроводниковыми квантовыми точками в различных матрицах.
Основные научно-технические направления деятельности Лаборатории:
1) Исследования в области нанооптики и спектроскопии.
– Комплексная спектральная диагностика новых перспективных материалов в широком температурном диапазоне с высоким спектральным и пространственным разрешением.
– Оптическая спектроскопия одиночных квантовых излучателей и флуоресцентная наноскопия перспективных наноструктурированных материалов и примесных твердотельных сред.
– Высокочувствительный спектральный анализ наноструктур методом поверхностно-усиленного комбинационного рассеяния света (SERS).
– Изучение фундаментальных закономерностей, определяющих фотофизические свойства нанообъектов.
2) Исследования и разработки в области физики перспективных материалов и наноструктур.
– Изготовление металлизированных трековых мембран.
– Развитие методов шаблонного синтеза металлических и гибридных структур на основе полимерных трековых мембран.
– Создание и исследование SERS-подложек с нанопроволоками.
– Теоретические расчеты прочности синтезируемых нанокомпозитных материалов.
