Важнейшие результаты
Института спектроскопии РАН в 2007 г.

Лазерная спектроскопия

С целью создания фотонного нанотранзистора экспериментально реализован оптический нановолновод, обеспечивающий сильное световое поле с единичным фотоном. Исследовано взаимодействие однофотонного светового поля нановолновода с единичными атомами на его поверхности. Продемонстрирована эффективная связь поля излучения атома с модой оптического нановолновода. Используя спектроскопию высокого разрешения, измерены действующие на атом светоиндуцированные силы, ван-дер-Ваальсовское взаимодействие и обнаружена значительная модификация скорости спонтанного излучения атома вблизи нановолновода (д.ф.-м.н. В.И.Балыкин, к.ф.-м.н. П.Н.Мелентьев совместно с Токийским университетом).

 

Спектроскопия твердого тела

Показано, что излучение ArF-лазера формирует в плавленом кварце шарообразные сгустки электронов диаметром 2 мкм с электрическим полем на их границах 10⁷ В/см, близким к полю пробоя 3∙10⁷ В/см. Границы электронных доменов, находясь в очень напряженном, предпробойном состоянии, становятся слабым местом в цепи межатомных связей, и фотон разрывает их по этим сферам, оставляя основную массу вещества незатронутой. В согласии с теорией, экспериментальный анализ фрагментов показал, что из образца вырезаются излучением калиброванные шары размером 2±0.2 мкм (д.ф.-м.н. Б.П.Антонюк совместно с ЦФП ИОФ РАН).

 

Теоретическая спектроскопия

1. С помощью компьютерного моделирования квантовым методом Монте Карло для мезоскопических кулоновской и дипольных систем бозонов доказано существование предсказанной А.Ф.Андреевым и И.М.Лифшицем фазы суперсолида, в которой кристаллические свойства сосуществуют со сверхтекучестью. Проанализирована роль эффектов несоизмеримости оболочек в образовании мезоскопическогосуперсолида. С помощью моделирования квантовым методом Монте Карло предсказано существование новой, кристаллической фазы в протяженной системе дипольных экситонов (к.ф.-м.н. Ю.Е.Лозовик, А.В.Филинов).

2. Предложены новые концепции и рассчитаны рабочие характеристики ряда новых наноэлектромеханических систем (НЭМС), основанных на относительном движении слоев углеродных нанотрубок: нанореле, которое можно использовать в качестве ячеек оперативной и энергонезависимой памяти; нанотермометра для точных измерений температуры в областях размером в несколько сотен нанометров; наноактуатора для преобразования поступательной силы, направленной вдоль оси нанотрубки, в относительное вращение слоев; элементов медицинских нанороботов (нанозондов, НЭМС для доставки лекарств и т.п.). Предложен и детально проанализирован новый способ управления движением НЭМС, базирующийся на химической адсорбции атомов или молекул на открытых концах однослойной нанотрубки, в результате чего она приобретает электрический дипольный момент. Этот диполь может быть приведен в движение с помощью внешнего неоднородного электрического поля. Изучено влияние термодинамических флуктуаций на управление движением НЭМС (к.ф.-м.н. Ю.Е.Лозовик, к.ф.-м.н. А.М.Попов).

 

Спектральное приборостроение

Разработан, изготовлен и испытан экспериментальный образец нового полифункционального портативного дихрометра с вертикальным ходом луча СКД-3 с рабочим диапазоном 220-800 нм и минимальным детектируемым сигналом кругового дихроизма (ΔА/А) не хуже 5∙10^-6. На основе дихрометра и гелевых ДНК-биодатчиков стабилизированных форм создана портативная биосенсорная система для высокочувствительного экспресс-анализа жидкостей практически без дополнительной пробоподготовки на определение в них присутствия и концентрации биологически активных и токсичных соединений (д.ф.-м.н. О.Н.Компанец  совместно с ИМБ РАН).