Лаборатория «Светоизлучающие углеродные квантовые наноструктуры»

Научные результаты:

Разработаны теоретические модели, описывающие энергетическую структуру собственных и примесных состояний углеродных точек, установлены параметры легирования углеродных точек, влияющих на их оптические переходы и подвижность носителей заряда.

Изготовлены образцы растворов углеродных точек, легированных гетероатомами, в различных растворителях с управляемыми оптическими переходами в видимой и ближней инфракрасной области спектра и высокими квантовыми выходами.

Получены композитные материалы на основе углеродных точек, внедренных в полимерные и твердотельные пористые матрицы, с улучшенными оптическими характеристиками в зеленой области спектра.

Получены образцы углеродных точек, излучающих в красном и ближнем инфракрасном диапазоне спектра.

Получены образцы хиральных углеродных наночастиц с оптическими переходами в видимой области спектра методами «one-pot» и пост-синтетической обработкой хиральными органическими молекулами.

Получены образцы светодиодов, излучающих в зеленом, красном спектральном диапазоне, а также светодиоды белого свечения.

Внедрение результатов исследования:

В лаборатории были разработаны методы синтеза углеродных точек и композитных материалов на их основе для изготовления светодиодов белого свечения.

Были подготовлены 3 заявки на выдачу патента на изобретение, в том числе по международной процедуре.

Образование и переподготовка кадров:

• На основе полученных результатов были доработаны лекции и разработана лабораторная работа по теме «Исследование природы люминесцентных центров и структуры углеродных наночастиц методами абсорбционно-люминесцентной спектроскопии» для студентов, обучающихся на магистерской программе обучения Университета ИТМО по направлению подготовки 12.03.04 «Фотоника и оптоинформатика». Занятие может быть осуществлено на базе международного научно-образовательного центра физики наноструктур Университета ИТМО.
• В 2022 году были разработаны и проведены практические занятия для учащихся школ старших классов, также проведены открытые мастер-классы и экскурсии в лабораторию для школьников разных возрастов.
• В 2018 году сотрудница лаборатории профессора Рогача А.Л. в Городском Университете Гонконга (CityU) Xiong Yuan провела обучение сотрудников лаборатории «Светоизлучающие углеродные квантовые наноструктуры» методам синтеза углеродных наночастиц. В результате обучения и совместной работы были подготовлены 2 статьи.
• В 2019-2020 гг. руководитель лаборатории Ушакова Е.В. прошла стажировку в Городском Университете Гонконга (CityU) в лаборатории профессора Рогача А.Л. В результате стажировки были подготовлены 11 статей.
• В 2018 году была проведена конференция Photonic Colloidal Nanostructures: Synthesis, Properties, and Applications (PCNSPA).
• Ежегодно для студентов, аспирантов и сотрудников физико-технического мегафакультета Университета ИТМО проводится семинар-презентация лабораторий международного научно-образовательного центра физики наноструктур Университета ИТМО, в том числе лаборатории «Светоизлучающие углеродные квантовые наноструктуры».
• Подготовлена и защищена 1 кандидатская диссертация.

Сотрудничество:

Городской университет Гонконга, Цзилиньский университет, Университет Макао, Китайская академия наук, Пекинский научно-технический университет (КНР), Университет Катара (Катар), Санкт-Петербургский государственный университет, Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук (Россия): совместные исследования, в результате которых с 2018 года опубликованы 37 статей в рецензируемых журналах (WoS, Scopus).