ИСТИНА

На втором этапе Проекта были продолжены исследования с использованием синхротронного излучения, направленные на решение задачи разработки методов диагностики наноструктур на основе кремния, формируемых методами фемтосекундной лазерной абляции и плазмохимического осаждения с последующим отжигом. Была осуществлена модернизация установки для фемтосекундной лазерной абляции в жидкостях (дистиллированная вода, жидкий азот, глицерин и спирты) и отработана методика формирования суспензий кремниевых наноструктур. Их исследование с помощью электронной и атомно-силовой микроскопии, а также спектроскопии комбинационного рассеяния света позволило определить распределения наночастиц по размерам и оценить соотношения аморфной и кристаллической фаз данных объектов. При этом были получены зависимости размеров наночастиц от длины волны лазерного излучения и характеристик используемых жидкостей (состав, вязкость). В дополнение к указанным исследованиям с использованием синхротронного излучения рентгеновского диапазона методами SAXS и рентгеновской дифракции изучена кристаллическая структура наночастиц кремния и распределение наночастиц по размерам на станциях «Дикси» и СТМ НИЦ «Курчатовский институт». С помощью методов фотоэлектронной спектроскопии появилась возможность изучить особенности состояния поверхности наночастиц, определить характеристики адсорбции. Впервые была определена радиационная стойкость наночастиц, полученных методом фемтосекундной лазерной абляции. Использование интегрирующей сферы позволило измерить пропускание и отражение суспензий с кремниевыми наночастицами в ближнем инфракрасном и видимом диапазонах, а затем оценить коэффициенты поглощения и светорассеяния. Анализ экспериментальных данных дал возможность найти взаимосвязи оптических характеристик со структурными свойствами кремниевых наночастиц в диапазоне длин волн 500 – 1300 нм, включающем в себя области прозрачности большинства биотканей. В качестве дополнительных исследований были проведены модельные расчеты влияния на оптические характеристики фрактальных элементов в распределении наночастиц. Выполненные исследования позволили дать рекомендации по возможности использования кремниевых наночастиц, формируемых методом импульсной лазерной абляции в различных жидкостях, в качестве контрастирующих агентов для визуализации биологических и биоподобных сред методами оптической томографии.