Межмолекулярная трансформация энергии электронного возбуждения в наноразмерных системах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.05 ВАК РФ

005002021

КИСЛОВ Денис Алексеевич

МЕЖМОЛЕКУЛЯРНАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ ЭНЕРГИИ ЭЛЕКТРОННОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ В НАНОРАЗМЕРНЫХ СИСТЕМАХ

Специальность: 01.04.05 - Оптика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

2 4 НОЯ 2011

Оренбург 2011

005002021

Работа выполнена на кафедре радиофизики и электроники физического факультета Оренбургского государственного университета

Научный руководитель: доктор физико-математических наук, профессор

Кучеренко Михаил Геннадьевич,

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор Салецкий Александр Михайлович (Физический факультет МГУ имени М.В.Ломоносова, г. Москва)

кандидат физико-математических наук Шахвердов Теймур Азимович (СПбГУ ИТМО, г. Санкт-Петербург)

Ведущая организация: Саратовский государственный университет

имени Н.Г.Чернышевского

Защита состоится «14» декабря 2011 г. в 16-30 часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 501.001.45. при Московском государственном университете имени М.В. Ломоносова по адресу: 119991, г. Москва, Ленинские горы, дом 1, стр.5 (19 корпус НИИ ядерной физики имени Д.В.Скобельцына МГУ имени М.В.Ломоносова), аудитория 2-15.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке НИИ ядерной физики имени Д.В. Скобельцына МГУ имени М.В. Ломоносова.

Автореферат разослан «•9 » ноября 20 И г.

Ученый секретарь совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 501.001.45 кандидат физико-математических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований

Явление межмолекулярного переноса энергии электронного возбуждения лежит в основе многих важных физических и фотохимических процессов, от фотосинтеза до флуоресцентного зондирования биологических систем. Он также интересен в нанофотонике, где эффективный перенос оптического возбуждения на расстояниях меньших длины волны является ключевым процессом.

Наряду с традиционными, ставшими уже классическими методами микроскопии, огромный интерес вызывают сегодня новые методы зондирования структуры наносистем - это ближнепольная FRET (Fluorescence Resonance Energy TransГег)-микроскопия. Эта технология является новейшим приложением для явления межмолекулярного переноса энергии. Однако, тот факт, что ферстеровский перенос осуществляется на очень малых расстояниях (от 2 до 10 нм) между молекулами является одновременно и достоинством и недостатком данной технологии. Проблемой является не только повышение разрешения ближнепольной оптической микроскопии, но и формирование изображений анализируемых нанообъектов на основе сигналов достаточно высокой интенсивности. Большая часть данной диссертационной работы посвящена разработке методов, благодаря которым повышенное пространственное разрешение и улучшенное изображения FRET-микроскопа предлагается получать, подвергнув исходные сигналы усилению за счет плазмонного резонанса в специально сформированных металлических наноструктурах.

В последнее время происходит бурное развитие нанотехнологий. Создаются и изучаются различные наноструктурированные объекты и материалы с уникальными свойствами. На основе этих объектов разрабатываются принципиально новые технологии и устройства. Однако прежде чем применять новые технологии на практике, необходимо сначала исследовать фундаментальные процессы, происходящие в таких наноразмерных системах. Системы с характерными размерами, лежащими в нанометровой области, проявляют особую специфику, которая не обнаруживается у большинства макросистем. Соответственно такие системы, состоящие из относительно небольшого числа молекул или атомов, требуют отдельного подхода в своем описании. Значимость данных исследований заключается в том, что они подготавливают научную базу для создания элементов нано- и молекулярной электроники в будущем.

Цель работы заключалась в установлении закономерностей межмолекулярной трансформации энергии электронного возбуждения в наноразмерных системах различного типа: нанопористых адсорбентах, коллоидных полимерных растворах, молекулярных нанокомпозитах содержащих металлические на-нокластеры, молекулярных системах включающих пленки нанометровой толщины.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

О

Г

1. Произвести обобщение математической модели безызлучательного переноса энергии электронного возбуждения между молекулами на случай их размещения вблизи плоской проводящей поверхности.

2. В рамках специально разработанной модели исследовать времяразрешен-ные сигналы свечения молекул донора и молекул акцептора, а также стационарные спектры флуоресценции донор-акцепторных пар при переносе энергии в присутствии плоской металлической поверхности.

3. Провести эксперименты по наблюдению безызлучательного триплет-синглетного переноса энергии электронного возбуждения в твердой полимерной матрице вблизи серебряной пленки нанометровой толщины.

4. Исследовать свойства математической модели, учитывающей влияние плазмонных свойств металлических сферических наночастиц благородных металлов на межмолекулярный индуктивно-резонансный перенос энергии электронного возбуждения.

5. Произвести учет вырожденности электронного газа в металлической на-ночастице при исследовании безызлучательного переноса энергии электронного возбуждения между молекулами, размещенными вблизи такой наночастицы.

6. Исследовать особенности диффузионно-контролируемого безызлучательного переноса энергии по обменному механизму между малыми молекулярными ионами в растворах полиэлектролитов.

7. Разработать математическую модель, которая будет учитывать влияние поля точечного молекулярного иона и диполя на кинетику диффузионно-контролируемых фотопроцессов вблизи сферической наночастицы и внутри нанополости.

8. На примере специально созданной модели произвести исследование особенностей протекания процесса термодиффузии кислорода в материале со сферическими нанопорами и растворе, содержащем полимерные глобулы и установить их влияние на кинетику фотореакций с молекулярными центрами.

Научная новизна работы

1. Экспериментально исследован безызлучательный триплет-синглетный перенос энергии электронного возбуждения в твердой полимерной матрице вблизи серебряной пленки нанометровой толщины. Данные эксперимента качественно согласуются с предлагаемыми математическими моделями.

2. Построена математическая модель, учитывающая влияние плазмонных свойств металлических плоских поверхностей и сферических наночастиц металлов на межмолекулярный индуктивно-резонансный перенос энергии электронного возбуждения.

3. Произведен учет поля точечного молекулярного иона и диполя в кинетике диффузионно-контролируемых фотопроцессов вблизи сферической наночастицы и внутри сферической нанополости.

4. Предложен метод управляемого локального концентрирования (или, наоборот, оттока) реагентов в наноструктурах и коллоидных системах за счет использования эффекта термодиффузии.

Практическая значимость работы заключается в следующем:

• Экспериментальные и теоретические результаты, полученные в данной работе, могут быть использованы для разработки технологии сканирующей ближнеполной микроскопии нанометрового разрешения, основанной на плазмонно-усиленном РЯЕТ-эффекте.

• Предлагается повышать уровень сигнала сканирующего ближнепольного микроскопа за счет использования плазмонной наноантенны определенной конфигурации.

• Предлагаемая в данной работе модель кинетики бимолекулярных реакций ионов и диполей в поле поляризующихся нанополостей и наночастиц более адекватно описывает реакции с участием заряженных частиц в рассматриваемых наноструктурированных системах. Установленные закономерности могут найти применение при разработке элементной базы молекулярной электроники.

• Предлагаемый метод управляемого локального концентрирования реагентов в наноструктурах и коллоидных системах может быть использован для обогащения реакционных зон (или, наоборот, обеднения) примесными молекулами.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Безызлучательный перенос энергии электронного возбуждения, происходящий в молекулярной системе, расположенной вблизи плоской проводящей поверхности или сферической металлической наночастицы благодаря взаимодействию молекул с поверхностными плазмонами в металле может быть значительно ускорен или замедлен в зависимости от геометрических и спектральных условий.

2. Учет вырожденности электронного газа в металлическом нанокластере приводящий к трансформации свойств динамической поляризуемости металличекской наночастицы, позволяет обнаружить существенные изменения в величине скорости безызлучательной передачи энергии.

3. При расчете кинетики бимолекулярных реакций ионов и диполей в поле поляризующихся нанополостей и наночастиц необходим учет в математических моделях электростатического взаимодействия, позволяющий избежать существенной ошибки в определяемой величине удельной скорости бимолекулярного реагирования.

4. В наноструктурированных системах термодиффузия приводит к локальному концентрированию молекул в зоне их реакции.

Апробация работы и публикации

Основные результаты исследований опубликованы в 27 печатных работах, включающие в себя 7 изданий, рекомендованные ВАК для соискателей ученых степеней. Апробация работы проводилась на следующих конференциях: Четвертая международная конференция «Фундаментальные проблемы оптики» (Санкт-Петербург. 2006), Всероссийская научно-практическая конференция «Кадры XXI век» (Оренбург. 2007), Четвертая международная конференция молодых ученых и специалистов «0птика-2007» (Санкт-Петербург. 2007), Тринадцатая всероссийская научная конференция студентов-физиков и молодых ученых «ВНКСФ-13» (Ростов-на Дону - Таганрог. 2007), ICONO/LAT (Минск. 2007), The second Russian-Japanese seminar «Molecular and Magneto Science» (Orenburg. OSU. 2007), Всероссийская научно-практическая конференция «Развитие университетского комплекса как фактор повышения инновационного и образовательного потенциала региона» (Оренбург. ОГУ. 2007), Всероссийская научно-практическая конференция «Интеграция науки и образования как условие повышения качества подготовки специалистов» (Оренбург. ОГУ. 2008), 51-ая международная научная конференция МФТИ (Москва. МФТИ. 2008), Всероссийская конференция «Многопрофильный университет как региональный центр образования и науки» (Оренбург. ОГУ, 2009), Международная конференция «Органическая фотоника» ICONO-RUSSIA (Санкт-Петербург. 2009), Международная конференция «Organic nanophotonics 2009 » (Оренбург. ОГУ. 2009), IV Российско-Японский семинар "Магнитные явления в физикохимии молекулярных систем" (Оренбург. ОГУ. 2009), 52-ая международная научная конференция МФТИ (Москва. МФТИ. 2009), Всероссийская научно-практическая конференция "Интеграция науки и практики в профессиональном развитии педагога" (Оренбург. ОГУ. 2010), Международнаяй конференция «Органическая фотоника» ICONO-LAT (Казань. 2010), XII Международная конференция «Оп-то-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы» (Ульяновск. 2010), V Russian-Japanese Seminar "Molecular and Biophysical Magnetoscience" (Orenburg. OSU. 2010), Школа молодых ученых «Современные проблемы Наноэлектро-ники, Нанотехнологий, микро- и Наносистем» (Ульяновск. 2010), XVIII Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «ЛОМОНОСОВ» (Москва. 2011), VII Международная конференция молодых ученых и специалистов «Оптика - 2011» (Санкт-Петербург. 2011), Всероссийская конференция "Фотоника органических и гибридных Наноструктур" (Черноголовка. 2011).

Получен диплом финалиста всероссийского конкурса инновационных проектов и идей научной молодежи (Москва. 2011).

Сделано сообщение по теме диссертации на научном семинаре кафедры общей физики физического факультета МГУ им. Ломоносова.

Достоверность результатов. Достоверность полученных научных результатов обеспечивается достаточным уровнем строгости разработанных математических моделей, использованием в экспериментах апробированных ме-

6

тодик измерения, высокоточной цифровой аппаратуры, компьютерных методов анализа и обработки экспериментальных данных, а также согласованностью результатов теоретического анализа с результатами экспериментальных исследований автора и других исследователей.

Личный вклад. Все результаты данной диссертационной работы получены автором лично или при его непосредственном участии.

Участие в научных проектах. Автор диссертации являлся одним из исполнителей следующих научных проектов, результаты которых частично вошли в материалы диссертации: «Селективная лазерная инжекция молекул кислорода в обогащенные реагентом полимерные глобулы жидких растворов и поры твердых наноструктур с люминесцентным мониторингом эффективности реакций в технологическом процессе» (РФФИ проект №06-08-00168-фоин_а), «Исследование трансформации энергии электронного возбуждения в молекулярных системах, конденсированных на поверхности твердых диэлектриков» (Задание министерства образования и науки РФ №1.3.06), «Создание функциональных наносистем на основе ячеечных структур оксида алюминия, заполненных окрашенными макромолекулярными цепями с селективным фотооткликом» (РФФИ проект № 08-02-99035-р_офи), «Разработка методов создания функциональных наноустройств для датчика - измерителя молекулярного кислорода с дистанционным мониторингом состояний по оптическому каналу» (Государственный контракт № 16.513.11.3015 в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса на 2007-2012 годы»), «Разработка методов формирования упорядоченных массивов наноструктур на основе оксида алюминия для люминесцентных сенсоров кислорода» (Государственный контракт № 16.513.11.3042 в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса на 2007-2012 годы»), «Разработка лазерной технологии локального концентрирования фотоактивированных реагентов в структурах функциональных наносистем» (РФФИ проект № 10-02-96021-р_урал_а).

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, пяти глав, заключения и списка цитируемой литературы. Диссертация содержит 225 страниц текста, включая 228 рисунков и 6 таблиц. Список литературы включает 288 наименований.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность исследований, показывается новизна работы, ее практическая и научная значимость, ставятся цели и задачи исследования и определяются выносимые на защиту положения.

В первой главе приводится краткий литературный обзор применения в современных областях науки сканирующей ближнепольной микроскопии. Опи-

7

саны основные методики измерений и изучаемые с помощью данного вида микроскопии объекты. Особое внимание уделено технологии сканирующей FRET (Fluorescence Resonance Energy Transfer)-MnKpocKouHn. Также в данном обзоре подробно рассмотрены работы, в которых сообщается о влиянии поверхностных и локализованных плазмонов в металле на межмолекулярный бе-зызлучательный перенос энергии электронного возбуждения (FRET) протекающего по индуктивно-резонансному механизму.

Во второй главе описаны структурные формулы используемых в работе веществ, методы приготовления изучаемых образцов и экспериментальные методы исследования. На рисунке 1 представлена схема экспериментальной установки по наблюдению кинетических люминесцентных сигналов молекул органических красителей и молекул ароматических углеводородов внедренных в различные наноструктуры. Исследуемый образец помещался в вакуумируемую ячейку и подвергался облучению импульсами твердотельного лазера LQ-529B на иттрий-алюминиевом гранате активированном ионами неодима (IAG:Nd3. Продолжительность импульса составляла 10 не. Спектральная селекция люминесцентного сигнала осуществлялась монохроматором МДР-206. Регистрация времяразрешенных сигналов замедленной флуоресценции (ЗФ) и фосфоресценции производилась с помощью ФЭУ-84, электрические импульсы от ко-

Рис. 1. Блок-схема кинетической установки. 1 - импульсный лазер Ь<3-529В; 2 - вакууми-руемая ячейка с образцом; 3 - монохроматор МДР-206; 4 - фотоэлектронный умножитель ФЭУ-84; 5 - цифровой осциллограф 008-840; 6 - импульсный генератор Г 5-56; 7 - импульсный высоковольтный генератор Г 5-15; 8 - персональный компьютер.

450 I, цЭ

Рис. 2. Кинетика фосфоресценции оритртшш (донора) в присутствии метиленового голубого (акцептора) и без него при различных концентрациях акцептора.

з со

50 75 100 t, цэес

150

Рис 3. Кинетика замедленной флуоресценции эозина (в воде), адсорбированного анодированной поверхностью алюминия. С(эозина) = 10'4моль/л, } = 1 А/дм2 - плотность тока анодирования.

торого, после произведенного по 32 кривым усреднения, передавались через цифровой осциллограф на персональный компьютер для дальнейшей обработки. На рисунке 2 представлена кинетика фосфоресценции эритрозина в присутствии метиленового голубого и без него при различных концентрациях акцептора. Изменения в кинетике фосфоресценции донора связано с процессом триплет-синглетного безызлучательного перноса энергии электронного возбуждения. На рисунке 3 представлены кинетики сигналов замедленной флуоресценции молекул эозина адсорбированного анодированной поверхностью алюминия при различных концентрациях кислорода в системе.

Кроме этого, в данной главе описаны: методика приготовления тонких окрашенных полимерных пленок, приготовление коллоидных растворов серебряных и медных наночастиц методами химического восстановления и лазерной абляции, методика формирования островковых пленок серебра на стеклянных подложках (см. рис. 4), технология получение пористых анодных оксидных слоев на по-Рис7~4. ~АСМ-изображсни"е верхности алюминиевого сплава, а также приведе-поверхности серебряной ны методы численной реализация математических пленки толщиной -30 нм на моделей кинетики диффузионно-контролируемого стекле. переноса энергии основанных на уравнении Смолу-

ховского-Фоккера-Планка.

В третьей главе детально исследован безызлучательный перенос энергии электронного возбуждения между молекулами, размещенными вблизи плоской проводящей поверхности (см. рис. 5). При этом влияние поля плоской поверхности полуограниченной среды на процесс переноса энергии происходит за счет дополнительного, опосредованного через проводник, диполь-дипольного взаимодействия молекул. При размещении донор-акцепторной пары вблизи плоской поверхности металла необходимо учитывать индуцированные молекулярными диполями плазменные колебания электронной плотности на поверхности проводника. В квазиэлектростатическом приближении, справедливом в ближней зоне диполей, наведенные колебания зарядовой плотности могут быть учтены построением диполя-изображения в зеркально-симметричной точке объема проводни-

Рис. 5. Пространственная конфигурация молекулярных диполей донора р „, акцептора р А и диполя-изображения р1т вблизи граничной поверхности проводника

ка.

Как и в случае обычной теории Фёрстера, выражение для скорости переноса (1), может быть приведено к виду, содержащему лишь экспериментально измеряемые спектральные характеристики. В данном выражении /^(св)-

экспериментально регистрируемый спектральный контур люминесценции донора, /иА(а>)- показатель поглощения акцептора, с, - диэлектрическая проницаемость среды над проводником, вычисляемая на частоте перехода донора, е2(а>)- диэлектрическая проницаемость металла также вычисляется на частоте со электронного перехода в молекуле донора, с,тв,пА - скорость света в вакууме, время жизни возбужденного состояния донора и концентрация акцептора, соответственно.

9с4

и(20,глЛПМ) = Г Г, Х(П2Л) 2

а

9с4

(1)

=1

+ 2Ке

е^ег{со)

3/2'

Р0{(о)цА(а>)-со

Х^ыл)

Первое слагаемое в правой части (1) представляет собой стандартное выражение для скорости переноса в теории Фёрстера. Влияние проводника на процесс определяет второе - интегральное слагаемое.

Второй интеграл в (1) содержит плазмонно-резонансный фактор а (<м) (2).

а(а) = ух{ы)+у1{со)

чз/2

(2)

Л(®) =

-£2(<й)

, у2(ш) = 2Яе

-£2(со)

£, + £2(со)

Очень часто функцию £,(ю) записывают, используя модель свободных электронов Друде-Зоммерфельда:

£(ю) = 1 —

со:

р1

со +гсоу

(3)

Здесь а>р1 = ^Ше2/т - объемная плазменная частота (т, е - масса и заряд электрона, ДГ- концентрация свободных электронов).

В данной работе при расчетах наряду с моделью Друде-Зоммерфельда была использована экспериментально измеренная частотная зависимость диэлектрической проницаемости металла £2(со) (см. рис. 6 и 7).

Численное моделирование производилось по следующей схеме. Над плоской металлической поверхностью располагались молекулы донора и акцептора. Расстояния от молекул до металлической поверхности и гА задавалось вручную и фиксировалось при расчетах. Далее с некоторым малым пространственным шагом молекулы разводились друг относительно друга вдоль поверхности металла, и рассчитывалась скорость безызлучателыюго переноса энергии

(1) при различных значениях межмолекулярного расстояния. Полученные значения скорости сравнивались для такой же конфигурации молекул, но уже без металла.

Рис. 6. Реальная часть диэлектрической про- Рис. 7. Мнимая часть диэлектрической прони-ницаемости металла как функция частоты, цаемости металла как функция частоты. Срав-Сравнение эксперимента с моделью Друде- нение эксперимента с моделью Друде-Зоммерфельда для серебра Зоммерфельда для серебра

(«;,* = 13,87-1015рад/с;у = 1,57-10й, рад/с). («$ = 13,87-1015рад/с;^ = 1,57-Ю'4, рад/с).

На рисунках 8 и 9 представлены дистанционные зависимости скорости передачи энергии между парами молекул: нафталином и антраценом, а также

Рис. 8. Дистанционная зависимость скорости Рис. 9. Дистанционная зависимость скорости передачи энергии между акридиновым жсл- передачи энергии между нафталином и аи-тым и родамином 6С в присутствии металла траценом в присутствии металла и без него и без него для золота при = 1. для серебра при £, = 1.

В случае, когда молекулы располагаются вблизи золотой подложки (см. рис. 8) при £•, = 1 процесс передачи энергии замедляется. Значение скорости переноса уменьшилось примерно в 10 раз по сравнению со случаем переноса без металла. Это происходит потому, что при таком значении диэлектрической проницаемости внешней среды функция а(а>) на всем диапазоне частот имеет

отрицательные значения, что в свою очередь делает отрицательным значение второго слагаемого в (1).

Если перенос энергии происходит в паре молекул нафталин-антрацен (см. рис. 9), то наблюдается максимальное значение интеграла перекрытия в области наложения спектральных полос эмиссии и абсорбции данной молекулярной системы с функцией спектрального отклика а(со) для серебра. По этой причине перенос энергии в данной донор-акцепторной паре вблизи серебряной подложки будет протекать эффективнее. Значение скорости переноса увеличивается в 60 раз.

В результате расчетов установлено, что в случае, когда перенос энергии осуществляется над плоской поверхностью в зависимости от выбора металла подложки, донор-акцепторной пары молекул и подбора диэлектрических свойств окружающей среды можно добиться как замедления скорости переноса энергии на 1-3 порядка, так и увеличения скорости на 1-3 порядка.

Рассчитанная скорость безызлучательного переноса энергии в системе с металлической плоской поверхностью является ключевой характеристикой при описании данного процесса. Однако она не является экспериментально наблюдаемой величиной. Поэтому для удобства сравнения теоретической модели с экспериментальными данными были проведены дополнительные расчеты вре-мяразрешенных сигналов свечения молекул донора и молекул акцептора, а также стационарных спектров флуоресценции донорно-акцепторных пар. Предположим для упрощения расчетов, что все донорно-акцепторные пары молекул, в которых происходит безызлучательная передача энергии, расположены над плоской металлической поверхностью в тонком приповерхностном слое толщиной в одну молекулу.

Кинетические уравнения для числа возбужденных молекул донора пп (/) и молекул акцептора пА(1) имеют вид:

¿Лр(о_ п„{о от

■и„(0

(4)

<Й т0 Л

dn.it) = пл{0 | ¿Н{О

(5)

¿и тА <Й

при начальных условиях п0(0) = 1 и пА(0) = 0. Где

(6)

Отсюда закон затухания числа доноров выражается формулой:

/

ос

/

«£>(') = «0 'ехР---сА$[1-ехр(-иш(К)1)]2л11ст 1 (7)

а кинетика люминесценции молекул акцептора выражается формулой:

/ \ -1 / \ /

' 1 г 1

--г "о' ехр — ■ ехр --

1 *А) J _0 {TлJ 1 то

с/Н Л

л

(В)

Здесь = 4 не - время жизни молекулы донора в возбужденном состоянии; тА = 8 не- время жизни молекулы акцептора в возбужденном состоянии (причем т0 < тА ); сА - поверхностная концентрация молекул акцептора (концентрация молекул в слое толщиной равной размеру молекулы).

450 500 550 600 , пт

Рис. 10. Деформация спектра флуоресцен- Рис. 11 Кинетика затухания числа донора в ции донор-акцепторных пар в приповерх- приповерхностном слое при переносе энер-ностном слое при переносе энергии между гии между акридиновым желтым и рода-акридиновым желтым и родамином 6С в мином 6й в присутствии металла и без неприсутствии металла. Для золота при го для золота при е, = 10 и сЛ = 2 -10" см~2 £,=10 и с. =2-10" см"1

1, пэ

В данной главе также детально исследован безызлучательный перенос энергии электронного возбуждения между молекулами, размещенными вблизи металлической сферической наночасти-цы. Показано, что эффективным механизмом энергопередачи в рассматриваемой системе может быть механизм с участием локализованных поверхностных плазмонов. Произведенные сравнительные оценки эффективностей прямого диполь-дипольного и плазмонного

него для золота с. = 2-Ю11 см~2

при

е. =10

Рис. 12. Кинетика высвечивания акцепторов в приповерхностном слое при переносе энергии между акридиновым желтым и каналов переноса энергии показывают родамином 6(7 в присутствии металла и без доминирующий вклад плазмонного механизма в общую скорость энергопередачи при близком расположении молекул от поверхности металла и соответствующем выборе диэлектрических свойств окружающей среды (см. рис. 13). В присутствии наночастицы перенос энергии может быть эффективнее переноса

без нее примерно в 30000 раз (т.е. иа 30000).

Выражение для полной скорости переноса энергии в присутствии металлической наночастицы:

П (со)цА (со) + (гш, Пш) ,(9)

где введены обозначения:

+Уг(.ю)

совб

0,4р| 0.6р(

в, гас)

Рис. 13. Угловая зависимость скорости передачи энергии в присутствии серебряной наночастицы с радиусом 10 нм и без нее при е2 = 1. Для пары молекул нафталин-антрацен.

IX (со)цА(т)~.

Кроме этого, при расчете скорости переноса энергии был произведен учет вырожденности электронного газа в металлическом на-нокластере, приводящий к трансформации динамической поляризуемости металлической наночастицы. Это приводит к существенным изменениям величины скорости безызлучательной передачи энергии. Скорость переноса энергии с учетом вырожденности электронного газа в 25 раз меньше величины скорости в случае, когда вырожденность не учитывается (см. рис. 14). 51 Наряду с теоретическими исследова-

ниями был проведен ряд экспериментов по наблюдению безызлучательного триплет-синглетного переноса энергии электронного возбуждения в твердой полимерной матрице вблизи серебряной пленки нанометровой толщины. Наблюдаемое изменение кинетики фосфоресценции молекул донора (см. рис. 15) в системе с металлической пленкой обусловлено двумя процессами: тушением возбужденных состояний молекул металлом и плазменным уменьшением эффективности процесса безызлучательного переноса энергии электронного возбуждения. Обнаружено, что эти процессы дают разный по величине вклад при использовании разных схем возбуждения образцов.

Рис. 14. Коэффициент усиления межмолекулярного переноса энергии в присутствии наночастиц серебра с учетом и без учета вырожденности элктронного газа. ИЕв - невырожденный электронный газ, ОЕЮ - вырожденный элктронный газ. При е2 = 1. Радиус наночастиц Я = 10 нм.

вшита»

Схема возбуждения 1

460

I, из

Уменьшение эффективности процесса переноса энергии связано с интерференцией двух каналов по которым происходит перенос: прямого диполь-дипольного и плазмонного, обусловленного диполь-дипольным взаимодействием с металлом. Проведенный эксперимент качественно согласуется с математической моделью рассмотренной в данной главе.

Рис. 15. Кинетика фосфоресценции эритрозина при различных концентрациях метиленового голубого и различной геометрии эксперимента в присутствии серебряной пленки и без нее.

Схема возбуждения 2

В четвертой главе исследовано влияние самосогласованного электростатического поля на кинетику диффузионно-контролируемого переноса энергии электронного возбуждения в молекулярных наноструктурированных системах.

В частности были исследованы особенности диффузионно-контролируемого безызлучательного переноса энергии по обменному механизму между малыми молекулярными ионами в растворах полиэлектролитов. Рассматривался водно-солевой раствор ДНК с люминесцентным бимолекулярным зондом. В качестве бимолекулярного зонда использовалась пара из катионного (родамин 6в) и анионного (эритрозин) органических красителей. При активации системы электромагнитным излучением происходит перенос энергии электронного возбуждения от родамина вй, который в рассматриваемой ситуации является донором энергии, к эритрозину - акцептору. На заряженную цепь молекулы ДНК из раствора будет «высаживаться» катионный краситель, молекулы-анионы цепью не адсорбируется, а находятся в растворе, сохраняя возможность лишь дистанционной передачи энергии между донором и акцептором.

Уравнение Смолуховского для времязависящего радиального распределения концентрации ий(г,/) подвижных молекул (солевых ионов) в электростатическом поле и(г) с осевой симметрией

д , Ч г.1 д

3? г о г

дпв

дг

Начальное и граничные условия для плотности пв(г,1) запишем в виде

пв(г,0) = п0 ехр[- и(г)/кТ].

~дп„ 1 (диЛ

2лаЮ

«в(г, О

дг кТ{ дг ) иа(со,0 = и0 ехр[- и(г^)! кТ].

(П)

Постоянная кг в (12) - «истинная» константа скорости реакции, Э в (11) представляет собой коэффициент диффузии ионов- реагентов в растворе.

Удельная скорость реакции К(/) при постановке нулевого граничного условия отождествляется с диффузионным потоком на цилиндрическую поверхность радиуса а

K(t) = InaLD

= 2 naLD exp

or

" U[df\ (дпЛ

kT J Uг)

(13)

Рис. 16. Графики эволюции радиального распределения плотности молекулярных ионов в окрестности прямолинейного участка заряженной полимерной цепи для функции пв (г,1). Прямое численное интегрирование уравнения (11). Начальное условие п„(г,0) = п„ехр[-и(г)/кт]. При

а = 2 пт, £> = 10~9 т2/ьес, |3=0.5

(р-'=кйт).

Скорость (13) бимолекулярной реакции (рис. 17, 18) на заряженной поверхности цилиндра нанометрового радиуса как функция времени t увеличивается от нуля до максимального своего значения K(tm), а затем

уменьшается до нуля по закону K(t) ~ Г1*. Таким образом, при U0>0 реакция нестационарна при любых временах t.

K(t)

-D=0.5 10m7c

- - 0=1 10~" m'/c ■•■ D=1.510''m'/c •— D=3 10'° m'lc .... D=510"" m2/c

0 10 20 30 40

50 60 I10"c

70

Рис. 17. Зависимость скорости К((\й) би- Рис 18. Зависимость скорости К(1)~ГР бимолекулярного реагирования от коэффици- молекулярного реагирования малых ионов от ента диффузии О малых молекул катионов. температуры раствора.

Кроме того в данной главе исследована кинетика диффузионно-контролируемых фотопроцессов в сферической нанопоре и вблизи сферической наночастицы, поверхности которых поляризованы точечным молекулярным ионом. Предложена математическая модель, которая учитывает влияние поля точечного молекулярного иона на кинетику диффузионно-контролируемых фотопроцессов вблизи сферической наночастицы и внутри нанополости. Учет та-

кого взаимодействия позволяет избежать существенной ошибки в определяемой величине удельной скорости бимолекулярного реагирования.

1.0 (, пэес

Рис. 20 Сравнение скорости К(1) бимолекулярного реагирования на поверхности сферической проводящей наночастицы г0 = 10 нм с учетом и без учета электростатического взаимодействия е2 = 81 при: О = 10"6, см2 /с.

1.0 1, пэес

Рис. 19 Сравнение скорости К(1) бимолекулярного реагирования на поверхности сферической диэлектрической нанопоры (электростатическое отталкивание) г0 = 10 нм с учетом и без учета электростатического взаимодействия £,=81, £,=10 при: £> = 10"6,см2/с.

Показано, что в зависимости от соотношения величин диэлектрических проницаемостей материала внешней среды и материала из которого изготовлена нанопора или наночастица сплошной среды вне нанопоры можно варьировать направление действующей на молекулярный ион электростатической силы. Можно получить либо электростатическое притяжение иона (см. рис. 20) к поверхности рассматриваемой наноструктуры, либо электростатическое отталкивание (см. рис. 19) от поверхности. Это в свою очередь существенным образом может сказаться на кинетике бимолекулярных реакций в таких системах.

В пятой главе проведены исследования особенностей протекания процесса термодиффузии кислорода в материале со сферическими нанопорами и растворе, содержащем полимерные глобулы. В рассматриваемые наноструктуры внедрены молекулы фотосенсибилизатора. Данная физическая система подвергается воздействию лазерного излучения. Молекулы фотосенсибилизатора поглощают электромагнитную энергию и, посредством безызлучательных переходов, переводят её в тепло, осуществляя, тем самым, локальный разогрев системы. Для создания в среде градиента температуры необходимо произвести неоднородный локальный разогрев. Разогрев среды при помощи лазерного излучения является очень удобным способом. К плюсам данного способа разогрева можно отнести малую по размерам разогреваемую область и то, что ввод энергии в систему осуществляется бесконтактным образом.

В системе с созданным градиентом температуры, возникает термодиффузионный поток, который приводит к перераспределению молекул кислорода в среде, т.е. появляется градиент концентрации. Эта пространственная неодно-

Рис. 21 Динамика функции плотности вероятности нахождения молекул кислорода в поре при ТЬ=П,К; а* =4Л0-*У/с; Д=4-1(Г\ м /с.

2

Здесь я.

Рис. 22 Динамика функции плотности вероятности нахождения молекул кислорода в глобуле и прилегающей к ней области (слева) и увеличенная часть того же графика (справа) при Г0=77,К и а,2 =Д =7,6-1041 У/с; а*=4-10Л м2/с; О, =2,5-10"

-О, - коэффициент температуропроводности и коэффициент

диффузии среды внутри поры / глобулы; а{, И2 - коэффициент температуропроводности и коэффициент диффузии среды вне поры / глобулы.

В результате исследования установлено проявление эффекта термодиффузии в кинетике фотореакций с молекулярными центрами. Показано, что в наноструктурированных системах термодиффузия приводит к локальному концентрированию молекул в зоне их реакции. Кроме этого в данной главе предложен метод управления параметрами стационарной фазовой голограммы при помощи термодиффузии молекул кислорода.Одним из интересных и нетривиальных полученных результатов является концентрационная решетка, записанная несинусоидальным тепловым полем (см. рис. 23).

Рис. 23 Временная динамика несинусоидального теплового поля.

родность в концентрации молекул кислорода порождает в свою очередь фиков-скую диффузию, приводящую к выравниванию концентраций.

Величина термодиффузионного потока значительным образом зависит от соотношения коэффициентов температуропроводности и диффузии. При а»й (где а2 - коэффициент темпереатуропроводности) релаксация теплового поля проходит значительно быстрее диффузионных процессов и термодиффузионный эффект незначителен. При обратном соотношении а2«Б реализуется случай адиабатически медленного изменения теплового поля, под которое подстраивается быстрая диффузионная динамика. Таким образом, наиболее интересные и нетривиальные результаты будут в случае, когда а2 и О являются величинами одного порядка, что и имеет место для многих реальных систем.

Ниже на рисунках представлены профиль тепловой (1) и концентрационной (2) решетки в разные моменты времени I. Из расчетов видно, что специальным подбором профиля температурного поля, мы можем управлять параметрами решетки. В частности записывать решетки с половинным периодом, по сравнению с периодом поля накачки.

Рассматриваемые в данной главе вопросы, являются частью общей фундаментальной проблемы лазерной термохимии ультрадисперсных систем -управляемого локального концентрирования реагентов в нанореакторах. Предполагается, что именно в наноструктурах рассматриваемые эффекты будут больше по сравнению с изотропными средами.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. Произведено обобщение математической модели безызлучательного переноса энергии электронного возбуждения между молекулами на случай их размещения вблизи плоской проводящей поверхности. Наличие металлической поверхности в системе значительно ускоряет или замедляет процесс переноса энергии в зависимости от геометрических и спектральных условий.

2. Методами компьютерного моделирования проведены исследования времяраз-решенных сигналов свечения молекул донора и молекул акцептора, а также стационарных спектров флуоресценции донор-акцепторных пар при переносе энергии вблизи плоской металлической поверхности. Взаимодействие молекул с поверхностными плазмонами полуограниченной металлической среды приводит к существенным изменениям их времен жизни и значений квантовых выходов флуоресценции.

3. Экспериментально исследован безызлучательный триплет-синглетный перенос энергии электронного возбуждения в твердой полимерной матрице вблизи серебряной пленки нанометровой толщины. Наблюдается уменьшение эффективности процесса переноса энергии. Показано, что это связано с интерференцией двух каналов по которым происходит перенос: прямого диполь-дипольного и плазмонного, обусловленного диполь-дипольным взаимодействием с металлом.

4. Проведено исследование влияние плазмонных свойств металлических сферических наночастиц благородных металлов на межмолекулярный индуктивно-резонансный перенос энергии электронного возбуждения. Привнесение металлических наночастиц в молекулярную систему значительно ускоряет перенос энергии. Скорость переноса, при этом, увеличивается в 10-10000 раз.

5. Учет вырожденности электронного газа в металлическом нанокластере, приводящий к трансформации динамической поляризуемости металлической нано-частицы, позволяет обнаружить существенные изменения в величине скорости безызлучательной передачи энергии. Скорость переноса энергии с учетом вырожденности электронного газа в 25 раз меньше величины скорости в случае, когда вырожденность не учитывается.

6. Исследованы особенности диффузионно-контролируемого безызлучательного переноса энергии по обменному механизму между малыми молекулярными ионами в растворах полиэлектролитов.

7. Предложена математическая модель, которая учитывает влияние поля точечного молекулярного иона и диполя на кинетику диффузионно-контролируемых фотопроцессов вблизи сферической наночастицы и внутри нанополости. Учет в математических моделях электростатического взаимодействия позволяет избежать существенной ошибки в определяемой величине удельной скорости бимолекулярного реагирования.

8. Проведены исследования особенностей протекания процесса термодиффузии кислорода в материале со сферическими нано порами и растворе, содержащем полимерные глобулы и установлены их проявления в кинетике фотореакций с молекулярными центрами. Показано, что в наноструктурированных системах термодиффузия приводит к локальному концентрированию молекул в зоне их реакции.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Кучеренко М.Г., Русинов А.П., Чмерева Т.М., Игнатьев A.A., Кислое Д.А., Кручи-нин НЛО. Кинетика фотореакций в регулярной пористой наноструктуре с цилиндрическими ячейками, заполненными актнваторсодержащими макромолекулами И Оптика и спектроскопия, - 2009, - Т. 107, - № 3, - С. 505-510.

2. Кучеренко М.Г., Кислое Д.А. Кинетика днффузнонно-контролнруемого безызлу-чателыюго переноса энергии между малыми молекулярными нонами в растворах полиэлектролитов // Вести к ОГУ, - 2010, - Т. 107, - № 1 (107), - С. 122 -130.

3. Kucherenko M.G., Chmereva Т.М., Kislov D.A. Energy Transfer in Molecular Systems at the Surface of Metal Solids and Nanoparticles // High Energy Chemistry, - 2009, -Vol. 43,-№7,-P. 587-591.

4. Кучеренко М.Г., Чмерева T.M., Кислое Д.А., Русинов А.П. Учет термодиффузии кислорода в кинетике фотореакций с молекулярными центрами в приповерхностном слое // Химичекая физика и мезоскопия, - 2010, - Т.12, - № 2. - С.232-242.

5. Кучеренко М.Г., Чмерева Т.М., Кислое Д.А. Увеличение скорости межмолекулярного безызлучателыюго переноса энергии электронного возбуждения вблизи плоской границы твердого тела // Вестник ОГУ. 2011. - Т. 120, -JV» 1, - С. 170 -181.

6. Кислое Д.А., Кучеренко М.Г., Чмерееа Т.М. Ускоренный режим безызлучателыюго переноса энергии электронного возбуждения между молекулами вблизи проводящих тел // Вестник ОГУ. 2011. - Т. 123, -.V» 4, - С. 128 - 135.

7. Kuchereko M.G., Rusinov А.Р., Kislov D.A. Recording of holographic gratings by the thermodiffusion mechanism // Proceedings SPIE, - 2007, - Vol. 725, - P. 123-134.

8. Русинов А.П., Кислое ДА. Управление параметрами голографических решеток в системе трехуровневых центров // Труды четвертой международной конференции «Фундаментальные проблемы оптики» «ФПО - 2006». - Санкт-Петербург, 2006. - С. 125127.

9. Кучеренко М.Г., Русинов А.П., Игнатьев A.A., Кислое Д.А. Моделирование термодиффузионных процессов в структурированных и однородных матрицах // Материалы всероссийской научно-практической конференции «Развитие университетского комплекса как фактор повышения инновационного и образовательного потенциала региона», Секция 16. - Оренбург, ИПК ГОУ ОГУ, 2007. - С. 60-66.

10. Кислое Д.А. Моделирование термодиффузии молекул кислорода в сферических на-ноячейках // Труды тринадцатой всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых «ВНКСФ-13», Ростов-на Дону - Таганрог, 2007, С 401402.

\\.Kislov D.A., Rusinov А.Р., Kucherenko M.G. Recording of holographic gratings by the thermodiffusion mechanism // Proceedings the second Russian-Japanese seminar "Molecular and Magneto Science", Orenburg: OSU, - 2007, - P. 46.

XI. Кислое Д.А., Кучеренко М.Г., Сизова M.C. Кинетика бинарной реакции молекулярных ионов в поле линейного полииона // Труды 51-ой научной конференции МФТИ «Современные проблемы фундаментальных и прикладных наук». - Москва, 2008. - С. 9599.

13. Кучеренко М.Г., Чмерева Т.М., Кислое Д.А. Перенос энергии в молекулярных системах вблизи поверхностей диэлектриков и металлов // Сборник тезисов международной конференции «Органическая нанофотоника (ICON-RUSSIA 2009)». - Санкт-Петербург, 2009. - С. 98

14. Кучеренко М.Г., Чмерева Т.М., Кислое Д.А. Перенос энергии в молекулярных системах вблизи поверхностей металлических тел и наночастиц // Сборник трудов. Междуна-

родная конференция «Органическая фотоника» (ICON-RUSSIA 2009). - Санкт-Петербург, 2009. - С. 94-102.

15. Чмерева Т.М., Кучеренко М.Г., Кислое Д.А. Безызлучательный перенос энергии электронного возбуждения между молекулами вблизи металлических тел и наночастиц II Материалы международной конференции «Фотоника молекулярных наноструктур». Оренбург, ИПКГОУ ОГУ. - 2009. С. 57-59.

16. Кислое Д.А., Кучеренко М.Г. Кинетика реакций малых ионов в ДНК-полиэлектролитах // Материалы всероссийской научно-практической конференции «Многопрофильный университет как региональный центр образования и науки» Оренбург, ИПК ГОУ ОГУ, 2009.-С. 2256-2266..

17. Кислое Д.А., Кучеренко М.Г. Кинетика фотопроцессов с участием молекулярных ионов в поле поляризующихся поверхностей и наночастиц // Материалы международной конференции «Фотоника молекулярных наноструктур». Оренбург, ИПК ГОУ ОГУ. -

2009. С. 63-65.

\8.Kucherenko M.G, Kislov D.A. Kinetics of diffusion-controlled radiationless energy transfer between small molecular ions in polyelectrolyte solutions // Proc. IV Russian-Japanese Seminar "Molecular and Biophysical Magnetoscience", Orenburg: OSU, 2009. - P. 29.

19. Кислое Д. А., Кучеренко М.Г. Кинетика бимолекулярных реакций молекулярных ионов в поле поляризующихся поверхностей и наночастиц // Труды 52-ой научной конференции МФТИ «Современные проблемы фундаментальных и прикладных наук. - Москва, 2009,-С. 166-169.

20 .Кучеренко М.Г., Кислое Д.А. Кинетика фотореакций с участием молекулярных ионов и

диполей в поле поляризующихся границ полостей и наночастиц // Материалы всероссийской научно-практической конференции "Интеграция науки и практики в профессиональном развитии педагога". - Оренбург, ИПК ГОУ ОГУ, 2010. - С. 1410-1419.

21 .Кучеренко М.Г., Кислое Д.А., Чмерева Т.М. Ускоренный режим безызлучательного пе-

реноса энергии электронного возбуждения между молекулами вблизи проводящих поверхностей // Труды XII международной конференции «Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы», Ульяновск, 2010, С. 92-93.

22. Kislov D.A., Kucherenco М. G. Enhancement FRET Between Dye Molecules in the Presence of Spherical Metal Nanoparticle II Proc. V Russian-Japanese Seminar "Molecular and Biophysical Magnetoscience", Orenburg: OSU, 2010. - P. 45-47.

23. Kislov D.A. Enhancement FRET Between Dye Molecules Near Metal Flat Surface 11 Proc. V Russian-Japanese Seminar "Molecular and Biophysical Magnetoscience", Orenburg: OSU,

2010. -P.24-26.

24. Kucherenko M. G, Kislov D.A., Chmereva T.M. Plasmon Resonance Enhancement of FRET-SNOM Image II Proc. V Russian-Japanese Seminar "Molecular and Biophysical Magnetoscience", Orenburg: OSU, 2010. - P. 18-20.

25. Кислое Д.А., Кучеренко М.Г., Чмерева Т.М. Ускоренный режим безызлучательного переноса энергии электронного возбуждения между молекулами вблизи проводящих тел // Труды школы молодых ученых «Современные проблемы Наноэлектроники, Нано-технологий, микро- и Наносистем», Ульяновск, 2010. - стр. 79 - 80.

26. Кислое Д. А., Роганов А.В. Ускоренный режим триплет-синглетного безызлучательного переноса энергии электронного возбуждения между молекулами красителей в присутствии металлической наночастицы // Труды XVIII международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «ЛОМОНОСОВ», Москва, 2011. -С. 31-33.

21. Кислое Д.А., Кучеренко М.Г. Безызлучательный межмолекулярный триплет-синглетный перенос энергии в присутствии тонкой серебряной пленки // Труды всероссийской конференции "Фотопика органических и гибридных наноструктур". -Черноголовка, 2011. - С. 77.

Подписано в печать 7.11.2011.г. Формат 60x84 1/16. Усл. печ. листов 1,0. Тираж 130. Заказ 175.

ИП Востриков 460018, г. Оренбург, ул. Рыбаковская, 100.

Тел.: 25-33-60,93-81-12.

Введение.

Глава 1. Безызлучательный перенос энергии электронного ^ возбуждения как инструмент современной науки.

1.1 FRET-микроскопия как современное приложение процесса ^ безызлучательного переноса энергии.

1.2'Поверхностные плазмоны в металлических наноструктурах.

1.3 Плазмонно-усиленный FRET.

Глава 2. Методы, исследования^ трансформации энергии электронного ^ возбужденюьв наноразмерных системах.

2.1 Измерение времяразрешенных сигналов свечения и стационарных спектров, люминесценции на лазерной ^ спектрально-кинетическойустановке.

2.2 Методика изготовления' тонких окрашенных полимерных пленок. Триплет-синглетный безызлучательный перенос ^ энергии электронного возбуждения.

2.3 Методика приготовления коллоидных растворов'* ^ металлических наночастиц.

2.4 Формирование островковых пленок серебра1 на стеклянных ^ подложках.

2.5 Получение пористых анодных оксидных слоев на поверхности-алюминиевого сплава. Кинетика кросс-аннигиляционной замедленной флуоресценции на анодированном алюминии, ^ экранированном ПАВ.

2.6 Численная реализация математических моделей кинетики, диффузионно-контролируемого переноса энергии основанных ^ на уравнении Смолуховского-Фоккера-Планка.

Глава 3. Влияние, поверхностных плазмонов на безызлучательную-трансформацию энергии электронного возбуждения в молекулярных системах.

3.1 Безызлучательный перенос энергии электронного возбуждения по индуктивно-резонансному механизму вблизи плоской проводящей поверхности.

3.2 Кинетика затухания числа доноров и кинетика высвечивания акцепторов в приповерхностном слое при переносе энергии ^ около плоской металлической поверхности.

3.3 Экспериментальное наблюдение безызлучательного межмолекулярного триплет-синглетного переноса энергии ^ вблизи тонкой серебряной пленки.

3.4 Индуктивно-резонансный безызлучательный перенос энергии ^^ вблизи сферической проводящей наночастицы.

3.5 Межмолекулярный« безызлучательный перенос энергии вблизи*металлического нанокластера с учетом вырожденности ^ ^ электронного газа.

Глава 4. Влияние самосогласованного электростатического поля на кинетику диффузионно-контролируемого переноса энергии электронного возбуждения^ в молекулярных наноструктурированных ^^ системах.

4.1. Кинетика диффузионно-контролируемого безызлучательного переноса энергии по обменному механизму между малыми молекулярными ионами в растворах полиэлектролитов.

4.2. Кинетика диффузионно-контролируемых фотопроцессов1 в сферической нанопоре, поляризованной- точечным ^^ молекулярным ионом.".

4.3 Учет поля точечного молекулярного иона и диполя в кинетике диффузионно-контролируемых фотопроцессов вблизи ^ сферической наночастицы.

Глава 5. Учет термодиффузии кислорода в кинетике фотореакций с ^^ молекулярнымицентрами в наноструктурах.

5.1 Кинетика фотореакций с молекулярными центрами* в 168 неоднородно разогретых сферических нанопорах.

5.2 Проявление термо диффузии кислорода в кинетике фотореакций с молекулярными центрами в сферических ^ полимерных глобулах.

5.3 Управление параметрами стационарной фазовой голограммы при помощи термодиффузии молекул кислорода.

Основные результаты,и выводы.

Актуальность исследований

Явление межмолекулярного переноса энергии электронного возбуждения лежит в основе многих важных физических и фотохимических процессов; от фотосинтеза до флуоресцентного зондирования биологических систем. Он также интересен в нанофотонике, где эффективный перенос оптического возбуждения на расстояниях меньших длины волны является ключевым процессом.

Наряду с традиционными, ставшими уже классическими методами микроскопии, огромный^ интерес вызывают сегодня новые методы зондирования структуры наносистем - это ближнепольная FRET (Fluorescence Resonance Energy Тгапз£ег)-микроскопия. Эта технология является новейшим-приложением для явления межмолекулярного-переноса энергии. Однако, тот факт, что ферстеровский перенос осуществляется на очень малых расстояниях (от 2 до 10 нм) между молекулами является одновременно и достоинством,и недостатком данной технологии. Проблемой является- не только повышение разрешения* ближнепольной« оптической микроскопии; но и формирование изображений анализируемых нанообъектов на основе' сигналов достаточно высокой интенсивности. Большая часть данной диссертационной, работы посвящена, разработке методов; благодаря которым повышенное пространственное разрешение и улучшенное изображения FRET-микроскопа предлагается получать, подвергнув исходные сигналы усилению за счет, плазмонного резонанса в специально сформированных металлических наноструктурах.

В последнее время происходит бурное развитие нанотехнологий. Создаются и изучаются различные наноструктурированные объекты и материалы с уникальными свойствами. На основе этих объектов разрабатываются принципиально новые технологии и устройства. Однако прежде чем применять новые технологии на практике, необходимо сначала исследовать фундаментальные процессы, происходящие в таких наноразмерных системах. Системы с характерными размерами,.лежащими- в нанометровой области, проявляют особую специфику, которая- не обнаруживается у большинства макросистем. Соответственно такие системы, состоящие из относительно небольшого числа молекул или атомов, требуют отдельного1 подхода! в: своем описании. Значимость данных исследований заключается в том, что они; подготавливают научную базу для создания элементов нано-шмолекулярной электроники в;будущем.

Цель работы

Цель, работы заключалась в установлении закономерностей межмолекулярной трансформации; энергии: электронного возбуждения- в наноразмерных системах; различного типа: нанопористых адсорбентах; коллоидных полимерных, растворах,, молекулярных нанокомпозитах содержащих металлические: нанокластеры, молекулярных системах включающих пленки нанометровой толщины; , .

Д^ достижения этойщели были поставленькследующие задачи:

•>- Произвести! обобщение: математической, модели безызлучательного переноса: энергии? электронного возбуждения между молекулами на случай их размещения вблизи плоской проводящей поверхности.

• В рамках специально разработанной модели исследовать времяразрешенные сигналы свечения молекул донора и молекул акцептора, а также стационарные спектры флуоресценции донор-акцепторных нар при переносе энергии в присутствии плоской металлической поверхности.

• Провести эксперименты по наблюдению безызлучательного триплет-синглетного переноса энергии электронного возбуждения в твердой полимерной матрице вблизи серебряной пленки нанометровой толщины.

• Исследовать свойства математической модели, учитывающей влияние плазмонных свойств металлических сферических наночастиц благородных металлов на межмолекулярный индуктивно-резонансный перенос энергии электронного возбуждения.

• Произвести учет вырожденности электронного газа в металлической наночастице при исследовании безызлучательного переноса энергии электронного возбуждения между молекулами, размещенными- вблизи такой наночастицы.

• Исследовать особенности диффузионно-контролируемого безызлучательного переноса-энергии по обменному механизму между малыми молекулярными ионами в растворах полиэлектролитов.

• Разработать математическую модель, которая будет учитывать влияние поля точечного молекулярного иона И! диполя на кинетику диффузионно-контролируемых фотопроцессов вблизи сферической наночастицы и внутри нанополости.

• На-примере специально созданной модели произвести исследование особенностей- протекания процесса термодиффузии кислорода^ в материале со сферическими нанопорами и растворе, содержащем полимерные глобулы и установить их влияние на кинетику фотореакций с молекулярными центрами.

Научная новизна работы

1. Экспериментально исследован безызлучательный триплет-синглетный перенос энергии электронного возбуждения в твердой полимерной матрице вблизи серебряной пленки нанометровой толщины. Данные эксперимента качественно согласуются с предлагаемыми математическими моделями.

2. Построена математическая модель, учитывающая влияние плазмонных свойств металлических плоских поверхностей и сферических наночастиц металлов на межмолекулярный индуктивно-резонансный перенос энергии электронного возбуждения.

3. Произведен учет поля точечного молекулярного иона и диполя в кинетике диффузионно-контролируемых фотопроцессов- вблизи сферической наночастицы и внутри сферической нанополости.

4. Предложен метод управляемого локального концентрирования (или, наоборот, оттока) реагентов в наноструктурах и коллоидных системах за счет использования эффекта термодиффузии.

Практическая значимость работы заключается в следующем:

• Экспериментальные и теоретические результаты, полученные в данной работе, могут быть использованы для разработки технологии сканирующей ближнеполной микроскопии нанометрового разрешения, основанной на плазмонно-усиленном РЯЕТ-эффекте.

• Предлагается повышать уровень сигнала сканирующего ближнепольного микроскопа за счет использования плазмонной наноантенны определенной конфигурации.

• Предлагаемая- в данной- работе модель кинетики' бимолекулярных реакций* ионов и диполей в, поле поляризующихся нанополостей и* наночастиц более адекватно описывает реакции с участием заряженных частиц в рассматриваемых наноструктурированных системах. Установленные закономерности могут найти применение при разработке элементной базы молекулярной электроники.

• Предлагаемый метод управляемого локального концентрирования реагентов в наноструктурах и коллоидных системах может быть использован для обогащения реакционных зон (или, наоборот, обеднения) примесными молекулами.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Безызлучательный перенос энергии электронного возбуждения происходящий- в молекулярной системе, расположенной вблизи плоской проводящей поверхности или сферической металлической наночастицы благодаря- взаимодействию молекул с поверхностными плазмонами в металле может быть значительно ускорен или замедлен в зависимости от геометрических и спектральных условий.

2. Учет вырожденности электронного газа в металлическом нанокластере приводящий к трансформации свойств динамической поляризуемости металличекской наночастицы; позволяет обнаружить существенные изменения в величине скорости безызлучательной передачи энергии.

3. При расчете кинетики бимолекулярных реакций» ионов и диполей в поле поляризующихся нанополостей и наночастиц необходим учет в математических моделях электростатического взаимодействия, позволяющий* избежать г существенной! ошибки в определяемой величине удельной скорости бимолекулярного реагирования.

4. В наноструктурированных системах термодиффузия/ приводит к локальному концентрированию молекул в зоне их .реакции.

Апробация работы и публикации

Основные результаты исследований опубликованы в 30 печатных работах [230, 231, 249^ 261, 263-282], включающие в себя 6 изданий [283288], рекомендованные ВАК для соискателей ученых степеней. Апробация1 работы проводилась на следующих конференциях: Четвертая международная« конференция «Фундаментальные проблемы оптики» (Санкт-Петербург. 2006), Всероссийская, научно-практическая конференция «Кадры XXI век» (Оренбург. 2007), Четвертая международная конференция молодых ученых и специалистов «0птика-2007» (Санкт-Петербург. 2007), Тринадцатая всероссийская научная конференция студентов-физиков и молодых ученых «ВНКСФ-13» (Ростов-на Дону - Таганрог. 2007), ICONO/LAT (Минск. 2007), The second Russian-Japanese seminar «Molecular and Magneto Science»

Orenburg. OSU. 2007), Всероссийская научно-практическая конференция «Развитие университетского комплекса как фактор повышения инновационного и образовательного потенциала региона» (Оренбург. ОГУ. 2007), Всероссийская научно-практическая конференция «Интеграция науки и образования как условие повышения качества подготовки специалистов» (Оренбург. ОГУ. 2008), 51-ая международная научная конференция МФТИ (Москва. МФТИ. 2008), Всероссийская конференция «Многопрофильный университет как региональный центр образования и науки» (Оренбург. ОГУ,

2009), Международная конференция «Органическая фотоника» ICONO-RUSSIA (Санкт-Петербург. 2009), Международная конференция «Organic nanophotonics 2009 » (Оренбург. ОГУ. 2009), IV Российско-Японский семинар "Магнитные явления в физикохимии молекулярных систем" (Оренбург. ОГУ. 2009), 52-ая международная научная конференция МФТИ (Москва. МФТИ. 2009), Всероссийская научно-практическая конференция "Интеграция науки и практики в профессиональном развитии педагога" (Оренбург. ОГУ. 2010), Международнаяй конференция «Органическая фотоника» ICONO-LAT (Крань. 2010), XII Международная конференция «Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы» (Ульяновск.

2010), V Russian-Japanese Seminar "Molecular and Biophysical Magnetoscience" (Orenburg. OSU. 2010), Школа молодых ученых «Современные проблемы Наноэлектроники, Нанотехнологий, микро- и Наносистем» (Ульяновск. 2010), XVIII Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «ЛОМОНОСОВ» (Москва. 2011), VII Международная конференция молодых ученых и специалистов «Оптика - 2011» (Санкт-Петербург. 2011), Всероссийская конференция "Фотоника органических и гибридных Наноструктур" (Черноголовка. 2011).

Получен диплом финалиста всероссийского конкурса инновационных проектов и идей научной молодежи (Москва. 2011).

Сделано сообщение по теме диссертации на научном семинаре кафедры общей физики физического факультета МГУ им. Ломоносова.

Основные результаты и выводы

1. Произведено обобщение математической модели безызлучательного переноса энергии электронного возбуждения между молекулами на случай их размещения вблизи плоской проводящей поверхности. Наличие металлической поверхности в системе значительно ускоряет или замедляет процесс переноса энергии в зависимости от геометрических и спектральных условий.

2. Методами компьютерного моделирования проведены исследования времяразрешенных сигналов свечения молекул донора и молекул акцептора, а» также стационарных спектров флуоресценции донор-акцепторных пар при переносе энергии вблизи плоской металлической поверхности. Взаимодействие молекул с поверхностными плазмонами полуограниченной металлической среды приводит к существенным изменениям их времен - жизнш и значений квантовых выходов флуоресценции.

3. Экспериментально исследован^ безызлучательный триплет-синглетный

V. и I 1 перенос энергии электронного возбуждения в твердой полимерной матрице вблизи серебряной4 пленки нанометровой толщины. Наблюдается .уменьшение эффективности процесса переноса энергии. Показано, что это связано с интерференцией двух каналов по которым происходит перенос: прямого диполь-дипольного и плазмонного, обусловленного диполь-дипольным взаимодействием с металлом.

4. Проведено исследование влияние плазмонных свойств металлических сферических наночастиц благородных металлов на межмолекулярный индуктивно-резонансный перенос энергии электронного возбуждения. Привнесение металлических наночастиц в молекулярную систему значительно ускоряет перенос энергии. Скорость переноса, при этом, увеличивается в 10-10000 раз.

5. Учет вырожденности электронного газа в металлическом нанокластере, приводящий к трансформации динамической поляризуемости металлической наночастицы, позволяет обнаружить существенные изменения в величине скорости безызлучательной- передачи энергии. Скорость переноса энергии с учетом вырожденности электронного газа в 25 раз меньше- величины скорости в случае, когда вырожденность не' учитывается.

6: Исследованы особенности диффузионно-контролируемого безызлучательного переноса энергии по обменному механизму между малыми молекулярными ионами в растворах полиэлектролитов.

1. Предложена-математическая модель, которая; учитывает влияние поля точечного молекулярного иона и: диполя на кинетику диффузионно-контролируемых фотопроцессов' вблизи сферической наночастицы и внутри нанополости. Учет в математических моделях электростатического взаимодействия позволяет избежать существенной ошибки, в определяемой величине.; удельной скорости бимолекулярного реагирования;

8. Проведены исследования особенностей протекания процесса термодиффзгеии кислорода в материале со сферическими нано порами и растворе, содержащем; полимерные глобулы и установлены их проявления- в кинетике фотореакций с молекулярными центрами; Показано,, что в наноструктурированных системах термодиффузия приводит к локальному концентрированию молекул в зоне их реакции.

Выражаю искреннюю благодарность моему научному руководителю директору Центра лазерной и информационной биофизики доктору физико-математических наук, профессору Михаилу Геннадьевичу Кучеренко за предоставление интересной темы и неоценимую всестороннюю помощь при выполнении данной работы. Я также благодарю всех сотрудников кафедры радиофизики и электроники и Центра лазерной и информационной биофизики ОГУ за помощь, интересные и полезные дискуссии, плодотворное сотрудничество и дружескую поддержку.

1. Бутиков Е. И. Оптика 2-е изд., перераб; и доп. — СПб.: , 2003. —480 с.

2. Synge Е.Н. A suggested method for extending the microscopic resolution into .the ultramicroscopic region//Phil- Mag., 1928; - Vol. 6, - № 356.

3. Baez A: V. Is resolving power independent of wavelength possible? An experiment with a sonic "macroscope" I I J.Opt.Soc.Am., 1956, Vol: 46,- № 901.

4. O 'Kneefe J.A. Resolving power of visible light // J.Opt. Soc.Am., 1956, -Vol. 46, № 359.

5. Peng Zhang Investigation of Novel Quantum Dots / Proteins / Cellulose Bioconjugate Using NSOM and' Fluorescence // Journal' of Fluorescence, 2006,-Vol. 16,-№ 3.

6. Nicholas E. Dickenson et. a/. Near-field scanning optical microscopy: a tool for nanometric: exploration of biological membranes // Anal Bioanal Chem., 2010,-№ 396, P. 31-43.

7. Betzig E., Trautman J.K., Harris T.D., Weiner J.S., Kostelak R.L. Breaking the Diffraction Barrier: Optical Microscopy on a Nanometer Scale // Science, 1991, Vol. 251, - P. 1468-1470.

8. Moerland R.J. et al. Probing the negative permittivity perfect lens at optical-frequencies using near-field optics and single molecule detection // Opt; Express, 2005, - Vol. \Ъ, - P. 1604-1614.

9. Bert Hecht et al: Scanning near-field- optical microscopy with aperture probes: Fundamentals and1 applications // The Journals of Chemical Physics, 2000, Vol. 112, - № 18, - P: 7761-7774.

10. García Parajö et al. Near-Field Fluorescence Microscopy An, Optical Nanotool to Study Protein; Organization at the Cell Membrane- // NanoBiotechnology, 2005,.- Vol; 1, P:. 113-120: ,

11. BacKelot Ri,: Gleyzes P:, Boceara- A. C. Near-field optical microscopy by local perturbation of différactiom spot. // Microscopy Microanalysis Microstructures;, 1994; Vol: 5- - N° (4M5), - P^ 389-397.

12. Zenhausem F., О'Boyle M.P., Wickramasinghe H.K. Apertureless near-field'optMmicroscope// AppliPhys.Lett., 1994, Vol. 65, - P: 1623-1625.

13. Novotny L. et al. Near-field: optical microscopy and spectroscopy with pointed probes // Annual Review of Physical Chemistry, 2006, Vol- 57, - P. 303. .

14. Förster Th. Intermalecular energy transference and fluorescence // Ann. Physik, 1948, Vol. 2, -№ 55.

15. Агранович B.Mi, Галанин М.Д. Перенос энергии электронного возбуждения в конденсированных средах. М.:Наука, 1978, 383с.

16. Секацкий С.К., Jlemoxoe B.C. Сканирующая оптическая микроскопия нанометрового разрешения с резонансным возбуждением флуоресценции образцов от одноатомного возбуждающего центра // Письма в ЖЭТФ, 1996, Т. 63, - С. 311-315:

17. Michaelis J., Hettich С., Mlynek J., Sandoghdar V. Optical microscopy using a single-molecule light source // Nature, 2000, Vol. 405, -P.325-328.

18. Vickery S.A., Dunn R. C. Combining AFM and FRET for high resolution fluorescence microscopy // Journal of Microscopy, 2000, Vol. 202, - P. 408-412.

19. Aigouy L., De Wilde Y., Mortier M., GierakJ., Bourhis.E. Fabrication and-Characterization of Fluorescent Rare-Earth-Doped" Glass-Particle-Based Tips for Near-Field Optical lmaging Applications // Applied Optics, 2004, -Vol. 43, P. 3829-3837.

20. Ge 'rard Colas, des Francs et al. Fluorescence resonant energy transfer in the optical near field // Physical Review A, 2003; Vol. 67, - P. 63-72.

21. Pietraszewska-Bogiel A. & Gadella T.W.J. FRET microscopy: from principle to routine technology in cell'biology // Journal of microscopy, 2011,-Vol. 241, -pt 2, P. 111-118.i , i и.

22. Wolfgang Becker Multispectral fluorescence lifetime imaging by TCSPC // Microscopy Research and Technique, 2007, Vol. 70, - № 5, - P.403-409.

23. Bastiaens PI, Squire A' Fluorescence lifetime imaging microscopy: spatial resolution of biochemical processes in the cell // Trends in Cell Biology, 1999, Vol. 9, - № 2, - P: 48-52.

24. E.B. van Munster , Gadella T.W., Fluorescence lifetime imaging microscopy (FLIM) // Advances in Biochemical Engineering biotechnology,2005, Vol. 95, - P. 143-175.

25. Rory R. Duncan-: Fluorescence- lifetime imaging; microscopy (FLIM) to quantify protein-protein interactions inside cells // Biochem Soc Trans.,2006, Vol. 34(Pt 5), - P. 679-682.

26. Crosby KG et: al. Forster resonance, energy transfer demonstrates a flavonoid metabolon in living plant cells that displays competitive. interactions between enzymes // FEB S .Letters; 2011, Vol. 585, - № 14, - P; 2193-2198. "■ '■ ;'•

27. Becker, W: Multispectral FLIM Enhances FRET Autofluorescencelmaging

28. Biophotonics international; 2006; Vol;. 13; -№:6- - P: 39-41L 38;. Hank //oga« Fast FLIM system images live-cell signaling // Biophotonics ;; international; 2008; - Vol:, 15,-№2,-P. 15-17. .

29. Rusanov A.L. et al. Lifetime, imaging of FRET between' red fluorescent proteins // Journal of biophotonics, 2010, Vol: .3,' - № 12, - P. 774-783 .

30. Leray A. et al: Three-Dimensional Polar Representation for Multispectral Fluorescence Lifetime Imaging Microscopy // Cytometry Part A, 2009, Vol 75A,-P: 1007-1014.

31. James A Levitt et all Fluorescence lifetime and' polarization-resolved imaging in;cell-biology // Current Opinion in Biotechnology,. 2009, Vol. 20i -№4C-P: 28-36,.

32. Rodrigo F.M. de Almeida, LuisM:S.Loura, Manuel Prieto Membrane lipid domains and rafts: current applications of fluorescence lifetime spectroscopyand imaging // Chemistry and Physics of Lipids, 2009, Vol. 157, - № 2, -P. 61-77.

33. Horst Wallrabe, Ammasi Periasamy Imaging protein molecules using FRET and FLIM microscopy // Current Opinion in Biotechnology, 2005, -Vol. 16,-№ 1,-P. 19-27.

34. Marion Peter, Simon M. Ameer-Beg Imaging molecular interactions by multiphoton FLIM // Biology of the Cell, 2004, Vol. 96, - P. 231-236.

35. Calleja V et al. Monitoring conformational changes of proteins in cells by fluorescence lifetime imaging microscopy // Biochem J., 2003, Vol. 372 (Pt 1), - P. 33-40.

36. Chen Ye et al Protein localization in living cells,and tissues using FRET and FLIM // Differentiation, 2003, Vol. 71, - № 9-10, - P. 528-541.

37. Provenzano P.P., Eliceiri K. W., Keely P.J. Multiphoton microscopy and fluorescence lifetime imaging microscopy (FLIM) to monitor metastasis and the tumor microenvironment // Clinical & Experimental Metastasis, 2009, -Vol. 26, № 4, - P. 357-370:

38. Parsons M, Vojnovic B, Ameer-Beg S Imaging protein-protein interactions in cell motility using fluorescence resonance energy transfer (FRET) // Biochemical Society Transactions, 2004, Vol. 32 (Pt3), - P.431-433.

39. Truong K, Ikura M The use of FRET imaging microscopy to detect proteinprotein interactions and protein conformational changes in vivo // Current Opinion in Structural Biology, 2001, Vol. 11, - № 5, -P. 573-578.

40. Hayes N, Howard-Cojield E, Gullick W Green fluorescent protein as a tool to study epidermal growth factor receptor function // Cancer Letters, 2004, -Vol. 206,-№2,-P. 129-135.

41. Gertler A> et al. Fluorescence resonance energy transfer (FRET) microscopy in living cells as a novel tool" for the study of cytokine action // The Journal-of Dairy Research, 2005, Vol. 72, - P. 14-19.

42. Tramier M, Coppey-Moisan M Fluorescence anisotropy imaging microscopy for homo-FRET in living cells // Methods in Cell Biology, 2008, Vol. 85, - P. 395-414.

43. Zal T Visualization of protein interactions in living cells // Advances in Experimental Medicine and Biology, 2008, Vol. 640, - P. 183-197.

44. Mas i A Optical methods in the study of protein-protein interactions // Advances in Experimental Medicine and Biology, 2010, Vol. 674, - P.33-42.

45. Schäferling M, Nagl S Förster resonance energy transfer methods for quantification of protein-protein interactions on microarrays // Methods in Molecular Biology (Clifton, N.J.), 2011, Vol. 723, - P.303-320.

46. Yuka Kumagai etal. A genetically encoded Förster resonance energy transfer biosensor, for two-photon excitation microscopy // Analytical Biochemistry, 2011, Vol. 413, - № 2, - P. 192-199.

47. Anne K. Kenworthy Imaging Protein-Protein Interactions Using Fluorescence Resonance Energy Transfer Microscopy // Methods, 2001, -Vol. 24, № 3, - P. 289-296.

48. Ana M. Blanco, Rubén Artero A practical approach to FRET-based PNA fluorescence in situ hybridization // Methods, 2010,.- Vol. 52, № 4, - P. 343-351.

49. Elizabeth A Jares-Erijman, Thomas M Jovin Imaging molecular interactions in living cells by FRET microscopy // Current Opinion in Chemical Biology, 2006, Vol. 10, - № 5, - P. 409-416.

50. Mauro Zammaraño et al. Revealing the Interface in Polymer Nanocomposites // ACS Nano, 2011, Vol. 5, - M 4, - P. 3391-3399.

51. Jeremy O. Jones, W. Frank An, Marc I. Diamond AR Inhibitors Identified by High-Throughput Microscopy Detection of Conformational Change and Subcellular Localization // ACS Chem. BioL, 2009, Vol. 4, № 3, - P. 199208.

52. Victoria Birkedal et al. Single Molecule Microscopy Methods for the Study of DNA Origami Structures // Microscopy Research' And Technique, 2011, Vol. 74, - P. 688-698.

53. Ruth Buning, John van Noort Single-pair FRET experiments on nucleosome conformational dynamics // Biochimie, 2010, Vol. 92, № 12, -P. 1729-1740.

54. Koopmans W. J. A. et al. Single-Pair FRET Microscopy Reveals Mononucleosome Dynamics // J. Fluoresc., 2007, Vol. 17, - № 6, - P. 785795.

55. Fiammenghi et al. FRET microscopy autologous tumor lysate processing in mature dendritic cell vaccine therapy // Journal of Translational Medicine, 2010, Vol. 8, - № 1, - p. 52-58.

56. Bo Liu et al. Live cell imaging of mechanotransduction // J. R. Soc. Interface, 2010, Vol. 7, - P. 365-375.

57. Ebenstein Y., Mokari T., Banin U. Quantum-Dot-Functionalized Scanning Probes for Fluorescence-Energy-Transfer-Based Microscopy // J. Phys. Chem. B, 2004, Vol. 108, - № 1, - P. 93-99.

58. Felix Mulller et al. Investigation of Energy Transfer between CdTe Nanocrystals on Polystyrene Beads and Dye Molecules for FRET-SNOM Applications //J. Phys. Chem. B, 2004, Vol. 108,- P. 14527-14534.

59. Liz-Marzan L.M. Nanometals: formation and color // Materials today, Feb.2004,-P. 26-31.i

60. Шалдин А. В. Нанотехнологии: назад в будущее // Химия и жизнь, -2010,-№1.

61. Wood R. W. On a remarkable case of uneven distribution of light in a diffraction grating spectrum // Phil. Mag., 1902, - № 4, - P. 396-402.

62. Drude P. Zur Elektronentheorie der metalle // Annalen der Physik, 1900, -Vol. 306, - № 3, - P. 566.

63. Lord Rayleigh On the light from the sky, its polarization and colour // Philos. Mag., 1871, - Vol. 41, - P. 107-120.

64. Maxwell-Garnett J. C. Colours in Metal Glasses and in Metallic Films // Philos. Trans. R. Soc. London, 1904, - Vol. 203, - P. 385.

65. Mie G. Beiträge zur Optik trüber Medien, speziell1 kolloidaler

66. Metallösungen // Ann. Phys., 1908, - Vol. 330, - P. 377-445.* '' .

67. Sommerfeld A. Über die Ausbreitung der Wellen* in der drahtlosen Telegraphie // Annalen der Physik, 1909, - Vol. 28, - № 44, - P. 665-736.

68. Ritchie RH. Plasma Losses by Fast Electrons in Thin Films // Phys.Rev., -1957,-Vol. 106,-P. 874-881.

69. Pines D. and Böhm D. A Collective Description of Electron Interactions: II.

70. Collective vs Individual Particle Aspects of the Interactions // Phys. Rev., -1952,-Vol. 85,-P. 338-353.

71. Pines D. Collective Energy Losses in Solids // Rev. Mod. Phys., 1956, -Vol. 28,-P. 184-198.

72. Powell C J and Swan J B Origin of the Characteristic Electron Energy* >1.sses in Aluminum // Phys. Rev., 1959, - Vol. 115, - P. 869-875.

73. Powell C J' and Swan J B Origin of the Characteristic Electron Energy Losses in Magnesium// Phys. Rev., 1959, - Vol. 116, - P. 81-83.

74. Stern E A and Ferrell R A Surface Plasma Oscillations of a Degenerate Electron Gas // Phys, Rev., 1960, - Vol. 120, - P: 130-136.

75. Otto A. Excitation of Nonradiative Surface Plasma Waves in Silver by the Method of Frustrated Total Reflection // Zeitschrift fur Physik, 1968, -Vol. 216,-P. 398-410.t

76. Kretschmann, E. & Reather, H. Radiative decay of nonradiative surface plasmon excited by light // Z. Naturf., 1968, - Vol. 23A, - P. 2135-2136.

77. Либенсон M.H: Поверхностные электромагнитные волны оптического диапазона // Соросовский образовательный журнал, 1996, - № 10, - С. 92-98.

78. Ray a R.and Mahan GDI Dynamical image charge theory // Physics Letters A, -1972, Vol; 42, - № 4, -P; 301-302.

79. SchmikJ and Lucas A Plasmon theory of the surface energy of metals — II: Transition metals // Solid: State Communications, 1972, - Vol; 11, - № 3, - P. 419-422.

80. CHabal Y J and Sievers A J High-Resolution Infrared Study of Hydrogen (lxl) on Tungsten (100)//Phys. Rev! Lett., 1980, - Vol. 44, - P. 944-947.

81. Persson B and RybergR Vibrational Phase Relaxation at Surfaces: CO on Ni (111) // Phys. Rev. Lett., 1985, - Vol. 54, - P. 2119-2122.

82. Echenique P M et al Absorption profile at surfaces // J. Phys. C: Solid State Phys., 1975, - Vol.8, - № 18, - P. 2936.

83. Echenique P M et al Semiclassical image potential at a solid surface // Phys. Rev. B, 1981, - Vol. 23, - P. 6486-6493.

84. Ueba H Theory of core-hole-decay dynamics of adsorbates on metal surfaces: Role of the 2n* level of a chemisorbed CO molecule // Phys. Rev. B, 1992, - Vol. 45, - P. 3755-3768.

85. Chien F C and Chen S J A sensitivity comparison of optical biosensors based on four different surface plasmon resonance modes // Biosensors and Bioelectronics, Vol. 20, - № 3, - P. 633-642.

86. Ho H.P. et al Real-time optical biosensor based on differential phase measurement of surface plasmon resonance // Biosensors and Bioelectronics, 2005, - Vol. 20, - № 10, - P. 2177-2180.

87. Deng J et al Label-free optical biosensor based on localized surface plasmon resonance of twin-linked gold nanoparticles electrodeposited on ITO glass // Biosens Bioelectron., 2010, - Vol. 26, - № 2, - P. 615-619.

88. Richard Berndt et al Inelastic tunneling excitation of tip-induced plasmon modes on noble-metal surfaces // Phys. Rev. Lett., 1991, - Vol. 67, - P. 3796-3799.

89. Jin R. C. et al Photoinduced Conversions of Silver Nanospheres to Nanoprisms // Science, 2001, - Vol. 294, - № 5548, - P. 1901-1903.

90. Jin R. C. et al Controlling anisotropic nanoparticle growth through plasmon excitation // Nature, 2003, - Vol. 425, - P. 487-490.

91. Rothenhäusler B. et al. Surface-plasmon microscopy // Nature, 1988, -Vol. 332,-P. 615-617.

92. Georg Flätgen et al. Two-Dimensional Imaging of Potential Waves in Electrochemical Systems by Surface Plasmon Microscopy // Science, -1995, Vol. 269, - № 5224, - P. 668-671.

93. Green RJ et al. Surface plasmon resonance analysis of dynamic biological interactions with biomaterials // Biomaterials, 2000, - Vol. 21, -№ 18, - P. 1823-1835.

94. Mangeat T. et al. Gold/Silica biochips: Applications to Surface Plasmon Resonance and fluorescence quenching // Laser Physics, 2009, - Vol. 19, -№ 2; - P. 252-258.

95. Prodan E et al. A Hybridization Model for the Plasmon Response of Complex Nanostructures // Science, 2003, - Vol. 302, - № 5644, -.P. 419422.

96. Ebbesen T. W. et al. Extraordinary optical transmission through sub-wavelength hole arrays // Nature, 1998, - Vol. 391, - P. 667-669.

97. Lezec H. Ji et al. Beaming Light from a Subwavelength Aperture // Science, 2002, - Vol. 297, - № 5582, - P. 820-822.1 I M,^ , 1

98. Ekmel Ozbay Plasmonics: Merging Photonics and Electronics at Nanoscale Dimensions // Science, 2006, - Vol. 311, - № 5758, - P. 189193.

99. Barnes WL et al. Surface plasmon subwavelength optics // Nature, 2003, - Vol. 424, - P. 824-830.

100. Nomura W et al. Nanodot coupler with a surface plasmon polariton condenser for optical far/near-field conversion // Appl. Phys. Lett., 2005, -Vol. 86,-P. 181108.

101. Bozhevolnyi S. I. et al. Channel Plasmon-Polariton Guiding by

102. Subwavelength Metal Grooves // Phys. Rev. Lett., 2005, - Vol. 95, - P.046802-046809.

103. Bozhevolnyi S. I. et al. Channel plasmon subwavelength waveguide components including interferometers and ring resonators // Nature, 2006, -Vol. 440,-P. 508-511.

104. Berini P. et al. Characterization of long-range surface-plasmon-polariton waveguides // J. Appl. Phys., 2005, - Vol. 98, - P. 043109.

105. Maier S A et al. Experimental demonstration of fiber-accessible metal nanoparticle plasmon waveguides for planar energy guiding and sensing 11 Appl. Phys. Lett., 2005, Vol. 86, - P. 071103.

106. Maier S A et al. Low-loss fiber accessible plasmon waveguide for planar energy guiding and sensing // Appl. Phys. Lett., -2004, Vol. 84, - P. 3990.

107. Maier S A et al. Local detection of electromagnetic energy transport below the diffraction limit in metal nanoparticle plasmon waveguides // Nature Materials, 2003, - Vol. 2, - P. 229-232.

108. Murray W. A. et al. Transition from localized surface plasmon resonance to extended surface plasmon-polariton as metallic nanoparticles merge to form a periodic hole array // Phys. Rev. B, -2004, Vol. 69, - P. 165407165414'.

109. Nikolajsen T et al. Polymer-based surface-plasmon-polariton stripe waveguides at telecommunication wavelengths // Appl. Phys. Lett., 2003, -Vol. 82, - P. 668.

110. Krasavin A. V. et al. Active control of surface plasmon-polariton waves // J. Opt. A: Pure Appl. Opt., 2005, - Vol. 7, - № 2, - P. 85.

111. Krasavin A. V. et al. Active plasmonics: Controlling signals in Au/Ga waveguide using nanoscale structural transformations // Appl. Phys. Lett.,2004,-Vol. 84,-P. 1416.i » * k

112. Andrew P. et al. Energy Transfer Across a Metal Film Mediated by Surface Plasmon Polaritons // Science, 2004, - Vol. 306, -№ 5698, -P. 1002-1005.

113. Bohren C F, Huffman D R Absorption and Scattering of Light by Small Particles //New York: Wiley, 1983, - All pp.

114. Pitarke J. M. et al. Electronic response of aligned multishell carbon nanotubes // Phys. Rev. B, 2001, - Vol. 63, - P. 073404-073408.

115. Garcia-Vidal F.J., Pitarke J.M. Optical absorption and energy-loss spectra of aligned carbon nanotubes // The European Physical Journal B, 2001, -Vol. 22, - № 2, - P. 257-265.

116. Raether H. Surface Plasmons on Smooth and Rough Surfaces and. on Gratings // Berlin: Springer-Verlag, 1988, - 136 pp.

117. Агранович B.M., Миллс Д.Л. Поверхностные поляритоны. Электромагнитные волны на поверхностях' и границах раздела сред // М.: Наука, 1985, - 528 с.

118. Paul L. Stiles et al. Surface-Enhanced Raman Spectroscopy // Annual Review of Analytical Chemistry, 2008, - Vol. 1, - P. 601-626.

119. Andrzej Kudelski Analytical applications of Raman> spectroscopy // Talanta, 2008, - Vol.' 76,.- № 1, -P. 1-8.

120. Vlckova B. et al. Single molecule SERS> Perspectives of analytical applications // Journal of Molecular Structure, 2007, - Vol. 834-836, - P.42.47.

121. Jumin Hao et al. Surface-enhanced Raman scattering» analysis of perchlorate using silver- nanofilms deposited on copper foils // Colloids and-Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2010, - Vol. 366, -№1-3, -P. 163-169.

122. К Shangyuan Feng et al. Gold Nanoparticle Based Surface-Enhanced Raman Scattering Spectroscopy of Cancerous and Normal Nasopharyngeal Tissues Under Near-Infrared Laser Excitation // Applied Spectroscopy, -2009, Vol. 63, - № 10, - P. 1089-1094'.

123. Marc Chaigneau et all Tip> enhanced Raman spectroscopy evidence for amorphous carbon contaminations on? gold surfaces // Surface Science, -2010| Vol; 604; - №7-8;.- P: 701-705:

124. Gucciardi P.G. et al. Light dèpolarizatipn induced-by sharp:metallic tips and effects on Tip-Enhanced Raman Spectroscopy // Thin Solid Films;. -2008, Vol! 516,. - № 22, - P. 8064-8072.

125. Anderson N., Hartschuh A:, Novotny L. Near-field Raman microscopy // Materials Today, 2005, P. 50-54;

126. Novotny L. The history of near-field optics Vol. 50, P: 137-184.

127. Pettinger B., Ren B., Picardi G., Schuster R., Ertl G. Nanoscale probing of asorbed species by tip-enhanced Raman spectroscopy // Phys.Rev.Lett., -2004,-Vol. 92,-P. 096101.

128. Emmanuel Fort and Samuel Grêsillon Surface enhanced fluorescence // J. Phys. D: Appl. Phys., 2008, - Vol. 41-, - P. 013001.

129. Yongxia Zhang, Kadir Asian; Michael J:R1 Previte, and Chris D. Geddes Metal-enhanced e-type fluorescence // Appl Phys Lett., 2008, - Vol; 92, -№ 1, - P: 13905.

130. Yongxia Zhang, Kadir Asian, Michael J. R. Previte', and Chris D. Geddes Metal-Enhanced Excimer. (P-type) Fluorescence // Chem Phys Lett., 2008; - Vol. 458, -№ 1-3, - P. 147-151.

131. Joseph R: Lakowicz et al. Radiative Decay Engineering: 2. Effects of Silver« Island* Films, on Fluorescence Intensity,. Lifetimes, and Resonance Energy Transfer//Analytical Biochemistry, 2002, - Vol: 301;- P. 261-277.

132. Jian Zhang et al. Enhanced Fluorescence Images ; for Labeled Cells om Silver Island Films // Langmuir, 2008, - Vol. 4, - № 24(21), - P. 1245212457.

133. Kadir Asianret al. Metal-enhanced' fluorescence from > silver; nanoparticlë-; deposited polycarbonate substrates // J. Mater. Chem., 2006, -Vol! 16, - P.® 2846-2852.

134. Hägen Langhuth et at. Strong Photoluminescence Enhancement from Colloidal Quantum Dot Near Silver Nano-Island Filins: H Journal of Fluorescence, 2010, -Vol: 21,- №2,- P; 539-543

135. Olga Kulakovich et al. Enhanced Luminescence of CdSe Quantum Dots on Gold Colloids // Nano Letters , 2002, - Vol. 2, -.№ 12; - P:1449^1452i

136. Palash Bharadwaj; Pascal Anger and Lukas Novotny Nanoplasmonic enhancement of single-molëculë fluorescence // Nanotechnology, 2007, -Vol. 18, - P: 044017.

137. Ho TrungDung, Ludwig Knöll and Dirk-Gunnar Welsch Intermolecular energy transfer in the presence of dispersing and absorbing media // Physical Review A, 2002, - Vol. 65, - P. 043813.

138. Hua X.M., Gersten J.I.,. Nitz an A. Theory of energy transfer between molecules near solid state particle//J: Ghem; Phys., 1985, - Vol: 83, - № 7, - P. 3650-3659.

139. Vitaliy N. Pustovit and Tigran V. Shahbazyan Resonance energy transfer near metal nanostructures mediated by surface plasmons // Physical Review B, 2011, -Vol. 83, P. 085427.

140. Govorov A. O., Jaebeom Lee and Kotov N. A. Theory of plasmon-enhanced Förster energy transfer in optically excited semiconductor and metal nanoparticles // Physical Review B, 2007, - Vol. 76, - P. 125308.

141. H. Y. Xie et al. Plasmonic enhancement of Förster energy transfer between two molecules in the vicinity of a metallic nanoparticle: Nonlocal optical effects // Physical Review B, 2009, - Vol. 80, - P. 155448.

142. Fam Le Kien, S. Dutta Gupta, K. P. Nayak and K. Hakuta Nanofiber-mediated radiative transfer between two distant atoms // Physical Review A, -2005,-Vol. 72,-P. 063815.

143. Pedro L. Hernández-Martínez, Alexander O. Govorov Exciton energytransfer between nanoparticles and nanowires,// Physical Review B, 2008,i :'-Vol. 78,-P. 035314.

144. Marocico C. A., Knoester J. Intermolecular resonance energy transfer in the presence of a dielectric cylinder // Physical Review A, 2009, - Vol. 79, -P. 053816.

145. Чмерева T.M., Кучеренко М.Г. Влияние проводящего наноцилиндра на резонансный перенос энергии в донорно-акцепторной паре молекул // Оптика и спектроскопия,- 2011, т. 110, - № 4, - с. 553-560.

146. Chung Н. Y., Leung Р. Т. & Tsai D. P. Enhanced Intermolecular Energy Transfer in the Vicinity of a Plasmonic Nanorice // Plasmonics, 2010,- -Vol. 5, - № 4, - P. 363-368.

147. Diego Martin-Cano et al. Resonance Energy Transfer and Superradiance Mediated by Plasmonic Nanowaveguides II Nano Letters, 2010, - Vol. 10, -№8,-P. 3129-3134.

148. Piers Andrew, et al. Förster Energy Transfer in an Optical Microcavity // Science, 2000, - Vol. 290, - P. 785-788.

149. Howard R. Stuart and Dennis G. Hall Enhanced Dipole-Dipole Interaction between< Elementary Radiators Near a Surface // Physical Review Letters; -1998, Vol. 80, - № 25, - P. 5663-5666.

150. Piers Andrew, et ah Energy Transfer Across a1 Metal Film; Mediated' by Surface Plasmon Polaritons // Science, 2004, - Vol. 306, - P. 1002-1005:

151. Dawid Jankowski et al. Donor-acceptor nonradiative energy transfer mediated?; by surface plasmons. on ultrathin metallic films // Chemical Physics, 2010, - Vol. 373, - P.- 238-242.

152. Jian Zhang, Yi Fu, and Joseph R. Lakowicz Enhanced' Förster Resonance Energy Transfer (FRET) on Single: Metal Particle // JL Phys. Chem: G Nanomatcr. Interfaces, - 2007, - Vol. 111, - № 1, -P. 50-56.

153. Frank Reil et al: Förster-Type Resonant Energy Transfer Influenced by Metal Nanoparticles // Nano, Letters, 2008, - Vol. 8, - № 12, - P: 41284133.

154. Joanna Malicka et al; Increased resonance energy transfer between fluorophores bound to DNA in proximity to metallic silver particles // Anal Biochem., 2003, - Vol. 315, - № 2, - P. 160-169.

155. Vamsi К. Komarala et al. Enhanced Förster resonance energy transfer between the CdTe quantum dots in proximity to gold nanoparticles // Proc. of SPIE, 2007, - Vol. 6641, - P. 66410Y.

156. Vamsi K. Komarala et al. Surface plasmon enhanced Förster resonance energy transfer between the CdTe quantum dots // Applied Physics Letters, -2008,-Vol. 93,-P: 123102.

157. Mathieu Lessard-Viger et al. FRET Enhancement in Multilayer Core-Shell Nanoparticles //Nano Letters, 2009, - Vol. 9, - № 8, - P. 3066-3071.

158. Hideki Fujiwara, Keiji Sasaki and Hiroshi Masuhara Enhancement of Förster Energy Transfer within a Microspherical Cavity // Ghem. Phys. Chem., 2005, - Vol: 6, - P: 2410-2416.

159. Ермолаев В. JI. и др. Безызлучательный перенос энергии электронного возбуждения // JI.: Наука; 1977, - 311 с.

160. Sally D. Solomon* et al. Synthesis and Study of Silver Nanoparticles //»

161. Journal of ChemicarEducation, -2007, Vol. 84, - № 2; - P. 322-324. lll.Maribel G. Guzmön et al. Synthesis of silver nanoparticles by chemical reduction method and their antibacterial activity // PWASET, - 2008, - Vol! 33, - P: 367.

162. Бозон-Вердюра Ф. и др. Образование наночастиц при лазерной абляции металлов в жидкостях // Квантовая электроника, 2003, - Т. 33, - № 8, - С. 714-720.

163. Симакин A.B. и др. Образование наночастиц при, лазерной абляции твердых тел в жидкостях // Труды института общей физики им. А.М. Прохорова, 2004, - Т. 60, - С. 83-107.

164. Hideki Masuda et al. Ordered Metal Nanohole Arrays Made by a Two-Step Replication of Honeycomb Structures of Anodic Alumina // Science, -1995, Vol. 268, - P. 1466.

165. Самарский А.А: и др. Численные методы математической физики // Mi:. Научный мир; 2000; - 316 с.226; Кучеренко: М.Г., Чмерева Т.Ml Экситонная передача: энергии между адсорбатами // Физикатвердого тела;.-2008- Т. 50;.-№3. ,-С. 512-518.

166. Чмерева- ЖМ?,' Кучеренко М.Г., Кислое Д:А. Безызлучательный перенос энергии электронного возбуждения между молекулами вблизи металлических тел и наночастиц // Матер, международ, конфер.

167. Фотоника молекулярных наноструктур». Оренбург: ОГУ. 2009. С. 5759.

168. Осадъко И.С. Микроскоп ближнего поля как инструмент для исследования наночастиц // УФН, 2010, - Т. 180, - № 1, - С. 83-87.

169. Johnson Р.В., Christy R. W. Optical constants of the noble metals // Phys. Rev. В., 1972, - Vol. 6, - P. 4370.

170. Шалин A.C. Полуклассический подход к описанию электронного газа в кластере // Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы. Материалы конференции, Ульяновск. 2006. - С. 120.

171. Kresin V.K The properties of cold metal clusters // Phys. Rev. 1992. -Vol. 2201.-P. 541-562.

172. Смирнов M. Б., Крайнов В.П. Многократная ионизация томас-фермиевского кластера сильным электромагнитным полем // ЖЭТФ.1999. -Т. 115. -Вып. 6. -С. 2014-2019./ / • »

173. Крайнов В.П., Смирнов М. Б. Эволюция больших кластеров под действием ультракороткого сверхмощного лазерного импульса // Успехи физ. наук. 2000. -Т. 170. -№ 9. -С. 969-990:

174. Кучеренко- М.Г. Динамическая поляризуемость наношара в» случае вырожденного электронного газа и ее роль в плазмонном механизме передачи энергии // Вестник ОГУ 2011, - в печати.

175. Овчинников A.A. и др. Кинетика диффузионно-контролируемых химических процессов // М.: Химия.- 1986. — 288 с.

176. Эйринг Г. и др. Основы химической кинетики // М.: Мир.- 1983. -528 , с.

177. Rice S.A., Nagasawa M. Polyelectrolyte Solutions // New York: Academic Press,- 1977.

178. Kegler К. et al. Polyelectrolyte-Compression Forces between Spherical DNA Brushes // Physical Review Letters, 2008, - Vol. 100, - P. 118302.(

179. Гусъкова О.А: и др. Моделирование заряженных полимерных систем 1 // Структура и динамика молекулярных систем, 2003, - Вып.Х, - Ч. 1, - С. 269-272. '

180. Хохлов А: Р. и др. Самоорганизация: в ион-содержащих полимерныхсистемах//Успехи, физ. Наук, 1997, -Т. 167, -С. 113;

181. Франк-Каменецкий М.Д., Полиэлектролитная модель ДНК // Успехи физ. Наук, 1987, - Т. 151, - Вып. 4, - С. 595-618. .

182. Yashchuk KM. et al. Optical biomedical diagnostics: sensors with optical response based on two-photon ; excited luminescent dyes for. biomolecules.dètectibnWAdvancés>mi©pticâfcTëc .

183. Emit P. Kartalov et al: Polyelectrolyte Surface Interface for Single

184. Dominic Stolrkle et al. Complex Formation of DNA with Oppositely Charged Polyelectrolytes of Different Chain Topology: Cylindrical Brushes and Dendrimers //Macromolecules, 2007, -Vol. 40, -P: 7998-8006.

185. Sutton W.G.L. Omthe:equation of diffusiomin a,turbulent medium// Proc. Royal Soc. A., 1943, - Vol: 182, - № 988, -P. 48-75.

186. Кучеренко. М.Г. Кинетика нелинейных фотоироцессов в конденсированных молекулярных системах // Оренбург.: ОГУ, 1997,386 с.

187. Кучеренко М.Г. Динамика флуктуации числа молекул в наноячейках и кинетика реакций.в дисперсных средах // Вестник ОГУ. 2000. - №2.: -С.57-64.

188. Кучеренко М.Г. Флуктуационная кинетика фотореакций в системе перколяционно-связанных наноячеек // Вестник ОГУ. — 2001. №2. — С.89-95.,

189. Русинов А.П., Кислое Д.А. Управление параметрами ¡голографических решеток в системе трехуровневых центров // Труды международной: конференции ФГЮ-2006, С-Пб, 2006.

190. THyagarajan К., Lallemand Determination of the thermal diffusion ratio in a binary mixture by forced rayleigh scattering // Optics communications. 1978; - vol26.-№1.-P. 54-57:

191. Кучеренко М.Г., Русинов А.П., Игнатьев А.А., Кислое Д.А. Моделирование термодиффузионных процессов в структурированных и однородных матрицах // Труды всероссийской научно-практической конференции «Кадры XXI век», Оренбург, 2007.

192. Русинов А.П., Кислое Д.А. Запись стационарных фазовых голографических решеток с учетом термодиффузии молекул кислорода // Труды четвертой международной конференции молодых ученых и специалистов «0птика-2007», Санкт-Петербург, 2007.

193. Кислое Д.А. Моделирование термодиффузии молекул кислорода в сферических наноячейках // Труды тринадцатой всероссийской научной конференции.студентов-физиков и молодых-ученых «ВНКСФ-13», Ростов-на Дону Таганрог, 2007, С 401-402.

194. Кучеренко М.Г., Русинов А.П., Кислое Д.А. Recording of Transient Concentration Gratings by the Thermodiffiision Mechanism // ICONO/LAT, Минск, 2007.1.ttl;i i. '

195. Кучеренко М.Г., Русинов А.П., Кислое Д.А. Recording of holographic gratings by the thermodiffusion mechanism // Proceedings SPIE, 2007, -Vol. 725, - P. 123-134.

196. Kislov D.A., Rusinov A.P., Kucherenko M.G. Recording of holographicgratings by the thermodiffusion mechanism // Proceedings the second1 '! i

197. Russian-Japanese seminar "Molecular and Magneto* Science", Orenburg: OSU, 2007, - P: 46.

198. Кислое Д.А., Кучеренко М.Г. Кинетика реакций малых ионов в ДНК-полиэлектролитах // Труды всероссийской конференции «Многопрофильный университет как региональный центр образования1. V / 1 / * Iи науки» Оренбург: ОГУ, 2009. С. 2256-2266.

199. Кислое Д.А., Кучеренко М.Г. Кинетика фотопроцессов с участием молекулярных ионов в поле поляризующихся поверхностей и наночастиц // Труды международной конференции «Organic nanophotonics 2009» Оренбург 2009. - С. 63-65.

200. Kucherenko M.G., Kislov D.A., Chmereva Т.М. Plasmon-Assistant Resonant Energy Transfer in Binary Molecular System near. Metallic Surface II Труды международной конференции «Органическая фотоника (ICONO-LAT 2010)», 2010, Казань.

201. Kislov D.A., Kucherenco M.G. Enhancement FRET Between Dye Molecules in the: Presence of Spherical Metal Nanoparticle II Proc. V Russian-Japanese Seminar "Molecular and Biophysical Magnetoscience", Orenburg: OSU, 2010: P. 45-47.

202. Kislov D A. Enhancement FRET. Between Dye Molecules Near Metal Flat Surface // Proc. V Russian-Japanese Seminar "Molecular and Biophysical Magnetoscience'', Orenburg: OSU, 2010.-P.24-26.

203. Kucherenko M.G, Kislov D.A., Chmereva T.M. Plasmon Resonance Enhancement of FRET-SNOM Image // Proc. V Russian-Japanese Seminar "Molecular and Biophysical Magnetoscience", Orenburg: OSU, 2010. P; 18-20.

204. Кислое Д.А., Кучеренко М.Г. Безызлучательный межмолекулярный триплет-синглетный перенос энергии в присутствии тонкой серебряной пленки // Труды всероссийской? конференции "Фотоника; органических и гибридных наноструктур", Черноголовка, 2011.

205. Кучеренко М.Г., Кислое Д.А. Кинетика реакций малых ионов в ДНК-полиэлектролитах // Вестник ОГУ, 2010, - Т. 107, - № 1 (107), - С. 122 -130.

206. Kucherenko M.G., Chmereva Т.М., Kislov D.A. Energy Transfer in Molecular Systems at the Surface of Metal Solids and Nanoparticles // High Energy Chemistry, 2009, - Vol. 43, - № 7, - P. 587-591.

207. Кучеренко М.Г., Чмерева T.M., Кислое Д.А., Русинов А.П. Учет термодиффузии кислорода в кинетике фотореакций с молекулярными центрами в приповерхностном слое // Химичекая физика и мезоскопия, 2010, - Т. 12, - № 2. - С.232-242.

208. Кучеренко М.Г., Чмерева Т.М., Кислое Д.А. Увеличение скорости межмолекулярного безызлучательного переноса энергии электронного возбуждения вблизи плоской границы твердого тела // Вестник ОГУ. 2011.-Т. 120, -№ 1,-С. 170-181.

209. Кислое Д.А., Кучеренко М.Г., Чмерева Т.М. Ускоренный режим безызлучательного переноса энергии электронного возбуждения между молекулами вблизи проводящих тел // Вестник ОГУ. 2011. — Т. 123, -№ 4,-С. 128-135.