Литвин В. К. Масиви наноструктур золота та срібла для застосувань в плазмон-регульованій флюоресценції

Дисертація присвячена оптимізації методів виготовлення масивів наноструктур золота та срібла (плазмонних наночипів) з діелектричними покриттями для задач плазмон-регульованої флюоресценції (ПРФ). Проведено моделювання, яке базується на використанні методу функції Гріна для системи "наночастинка срібла на діелектричній підкладинці–роздільний шар–флюорофор" для розрахунку товщини діелектричного покриття, довжини хвилі збудження та розміру наночастинки, що забезпечують максимальну величину флюоресцентного відгуку такої системи. Показано, що в присутності скляної підкладинки, на якій розташовані наноструктури срібла радіусом 20–60 нм, фактор підсилення флюоресценції описується нелінійною залежністю з максимумом при відстані від наночастики до флюорофора в діапазоні 5–15 нм. Показано, що шляхом підбору таких параметрів технологічного процесу виготовлення масивів наноструктур як: масова товщина високопровідних осаджених плівок і діелектричного покриття, час та температура термічного відпалу, а також тип діелектричного покриття, можна контрольовано перебудовувати спектри екстинкції таких масивів в діапазоні від 420 нм до 820 нм. За рахунок цього стає можливим отримання такої довжини хвилі локалізованого поверхневого плазмонного резонансу (ЛППР) наноструктур, яка забезпечить, в залежності від поставлених задач, підсилення чи гасіння флюоресценції досліджуваного барвника. Приведено результати досліджень морфології та оптичних властивостей масивів наноструктур золота та срібла з діелектричними покриттями. Вдосконалено конструкцію та виготовлено прототип лазерного флюориметра "Флюоротест-Нано", проведено дослідження флюоресценції органічних барвників родаміну 6Ж, метиленового синього та порфирину поблизу масивів наноструктур золота та срібла з діелектричним покриттям. Розроблено нову гетеросистему для підсилення флюоресцентного сигналу, що складається зі скляної підкладинки з масивом металевих наноструктур, покритих шарами SiO2, та композитної матриці полімер-флюорофор. Представлений прототип флюориметра забезпечує швидкий (впродовж 10-15 хв.) флюоресцентний аналіз та може бути використаний для підготовки фахівців в університетських навчальних та дослідницьких лабораторіях.