Письма в ЖЭТФ, том 112, вып. 9, с. 584 - 590

Слабая связь между светом и веществом в фотонных кристаллах

на основе пористого кремния приводит к усилению флуоресценции

квантовых точек при двухфотонном возбуждении

И.С.Крюкова^+∗, В.А.Кривенков⁺, П.С.Самохвалов⁺, И.Р.Набиев^+∗1)

⁺Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ” (Московский инженерно-физический институт),

115409 Москва, Россия

^∗Laboratoire de Recherche en Nanosciences, LRN-EA4682, Université de Reims Champagne-Ardenne, 51100 Reims, France

Поступила в редакцию 17 сентября 2020 г.

После переработки 30 сентября 2020 г.

Принята к публикации 2 октября 2020 г.

В настоящее время разработка оптических и, в частности, фотолюминесцентных (ФЛ) сенсоров при-

обретает все большее значение благодаря их универсальности, селективности и высокой чувствительно-

сти, обеспечивающих их широкое применение на практике. Повышение эффективности существующих

ФЛ-сенсоров может быть достигнуто за счет использования ФЛ наноматериалов и гибридных нано-

структур. При этом, для биологических применений ФЛ-сенсоров крайне актуальным является воз-

буждение ФЛ в ближней инфракрасной (БИК) области оптического спектра, что позволяет исключить

эффект аутофлуоресценции биомолекул и обеспечить более глубокое проникновение излучения в био-

логические ткани. В настоящей работе изучены изменения спектральных и кинетических параметров

ФЛ при двухфотонном возбуждении полупроводниковых квантовых точек (КТ), внедренных в одно-

мерный фотонный кристалл - микрорезонатор на основе пористого кремния. Показано, что образова-

ние слабой связи между экситонным переходом в КТ и собственной модой микрорезонатора приводит

к усилению ФЛ КТ. Важно, что при помещении в матрицу пористого кремния КТ сохраняют доста-

точный уровень сечения двухфотонного поглощения, который позволяет эффективно возбуждать их

экситонные состояния вплоть до выхода на насыщение, при этом не достигая мощностей, приводящих к

фото-термическому разрушению структуры пористого кремния и исчезновению эффекта слабой связи.

При этом продемонстрировано 4.3-кратное увеличение скорости излучательной рекомбинации при двух-

фотонном возбуждении системы КТ-микрорезонатор, а также показано, что это увеличение обусловлено

эффектом Парселла. Таким образом, созданные микрорезонаторы на основе одномерных кристаллов из

пористого кремния позволяют управлять квантовым выходом ФЛ квантовых точек при двухфотонном

возбуждении, что открывает перспективы для разработки новых ФЛ-сенсоров на основе КТ, функцио-

нирующих в БИК-области оптического спектра.

DOI: 10.31857/S1234567820210028

Фотолюминесцентные (ФЛ) свойства различных

рорезонаторов (МР), и представляет особый интерес

люминофоров, таких как органические красители

для биомедицинской сенсорики, экологического кон-

[1, 2], флуоресцирующие нанокристаллы [3, 4], соеди-

троля, контроля пищевой продукции и других обла-

нения редкоземельных металлов [5] и квазидвумер-

стей [9-12]. Ранее была продемонстрирована возмож-

ные дихалькогениды переходных металлов [6], мож-

ность использования фотонных кристаллов для изго-

но контролировать в режимах слабой или сильной

товления высокоэффективных ФЛ-сенсоров [10,13].

связи света с веществом. В частности, известно, что

Одним из наиболее перспективных материалов для

спектральные, пространственные и кинетические ха-

создания биосенсоров на основе фотонных кристал-

рактеристики ФЛ люминофоров меняются при изме-

лов является пористый кремний (ПК), в силу раз-

нении локального электромагнитного поля в режи-

витой пористой структуры, способствующей эффек-

ме “слабой” связи [7, 8]. Этот подход реализуем в ги-

тивному взаимодействию анализируемого вещества с

бридных материалах на основе люминофоров, внед-

поверхностью сенсора, а также простоты его изготов-

ренных в фотонные кристаллы со структурой мик-

ления [14, 15]. Тем не менее, применение большинства

биологических ФЛ-сенсоров ограничено низкими яр-

костью и фотостабильностью органических флуорес-

¹⁾e-mail: igor.nabiev@univ-reims.fr

584

Письма в ЖЭТФ том 112 вып. 9 - 10

2020

Слабая связь между светом и веществом в фотонных кристаллах на основе пористого кремния. . .

585

центных красителей, узостью их полос поглощения

и, связанной с этим, необходимостью избирательно-

го возбуждения, а также аутофлуоресценцией биоло-

гических образцов. Для того, чтобы уменьшить уро-

вень аутофлуоресценции, обеспечить более глубокое

проникновение излучения в ткани и повысить спек-

тральное разрешение, следует проводить возбужде-

ние ФЛ-сенсоров в ближней инфракрасной (БИК)

области спектра, в так называемом “окне прозрач-

ности” биологических тканей [16, 17]. Стоит отме-

тить, что возбуждение в БИК-диапазоне в двухфо-

тонном режиме позволяет получить ФЛ в видимом

диапазоне. Благодаря существенно большему попе-

речному сечению двухфотонного поглощения кван-

Рис. 1. Спектры поглощения (штриховая кривая) и фо-

товых точек (КТ), по сравнению с органическими

толюминесценции (сплошная кривая) раствора кван-

красителями, использование КТ позволяет достиг-

товых точек CdSe(ядро)/ZnS/CdS/ZnS(многослойная

нуть большей яркости этих полупроводниковых лю-

оболочка) в гексане

минофоров [18-20]. Кроме этого, благодаря рекордно

высокой фотостабильности [21, 22] и высокому кван-

руется симметричной кривой Гаусса с максимумом

товому выходу ФЛ [23], широким спектрам одно- и

на 560 нм и полной шириной на половине высоты

двухфотонного поглощения [24, 25] и узким спектрам

(ПШПВ) около 40 нм.

ФЛ, КТ становятся идеальными оптическими метка-

Микрорезонаторы готовили из ПК методом элек-

ми для сенсинга при двухфотонном возбуждении в

трохимического травления, как описано в работах

БИК-диапазоне.

[27, 28]. МР Фабри-Перо состоял из двух четверть-

В настоящей работе были изучены свойства

волновых распределенных брэгговских отражателей

спонтанной ФЛ квантовых точек структуры

с 5 и 20 парами чередующихся слоев с высокой (75%)

CdSe(ядро)/ZnS/CdS/ZnS(многослойная

оболоч-

и низкой (58 %) пористостью, разделенных высокопо-

ка), внедренных в МР из ПК (ПК-МР), в режиме

ристым слоем двойной толщины, образующим λ/2-

двухфотонного возбуждения в БИК-области оп-

резонатор. После изготовления ПК-МР подвергали

тического спектра. Были измерены спектры ФЛ

термическому окислению для предотвращения туше-

и кинетика ФЛ этой системы при двухфотонном

ния ФЛ КТ за счет взаимодействия с поверхностью

возбуждении, а также зависимость спектров ФЛ

ПК, и обрабатывали гексадецилтриметоксисиланом

от мощности возбуждающего излучения. На длине

для придания поверхности гидрофобности и облег-

волны, соответствующей собственной моде ПК-МР,

чения внедрения КТ из раствора [29]. На рисунке 2

наблюдалось усиление ФЛ КТ. В то же время,

показан спектр отражения ПК-МР и микрофотогра-

в фотонной запрещенной зоне ФЛ подавлялась.

фия его поперечного сечения, полученная с помощью

Модификация спектра ФЛ КТ внутри ПК-МР

сканирующей электронной микроскопии (на встав-

обусловлена спецификой локальной плотности

ке). Как можно видеть из микрофотографии, слои

оптических состояний в МР и различием скоро-

с высокой и низкой пористостью образуют два рас-

стей релаксации сигнала ФЛ в рассматриваемом

пределенных брэгговских отражателя с относитель-

диапазоне. Было показано, что интенсивность ФЛ

но равномерным распределением пор, диаметры ко-

на длине волны собственной моды МР возросла

торых находятся в диапазоне от 10 до 20 нм.

4.3

раза, что связано с образованием режима

Ширина фотонной запрещенной зоны ПК-МР со-

слабой связи между экситонным переходом КТ и

ставляла около 154 нм (от 522 до 676 нм); длина вол-

собственной модой ПК-МР.

ны собственной моды была равна 581 нм, а значение

Квантовые точки CdSe(ядро)/ZnS/CdS/ZnS

показателя добротности было около 63. Указанные

(многослойная оболочка) были получены методом

параметры структуры ПК-МР были выбраны таким

горячей инжекции [26]. На рисунке 1 представлены

образом, чтобы совместить спектральное положение

спектры поглощения и ФЛ раствора КТ в гексане.

максимума излучения КТ (рис. 1) и собственной мо-

КТ в растворе характеризуются широкой полосой

ды ПК-МР, и при этом подавить ФЛ в остальных

поглощения с первым экситонным максимумом

областях неоднородно уширенного спектра ФЛ, где

около 536 нм. Спектр ФЛ раствора КТ аппроксими-

связь “свет-вещество” не возникала. Выбранные па-

Письма в ЖЭТФ том 112 вып. 9 - 10

2020

586

И.С.Крюкова, В.А.Кривенков, П.С.Самохвалов, И.Р.Набиев

Рис. 2. Спектр отражения микрорезонатора из ПК (a) и фотография поперечного сечения (b) микрорезонатора из

ПК, полученная с помощью сканирующего электронного микроскопа

раметры позволили добиться усиления ФЛ подавля-

этого также дополнительно использовался модуль

ющей части ансамбля КТ, внедренных в ПК-МР.

прореживания лазерных импульсов (Model 3980-6M

SpectraPhysics), обеспечивающий частоту следова-

Квантовые точки внедряли в структуры из ПК

ния импульсов от 1.6 МГц, длительность импульса

путем нанесения на его поверхность 5 мкл раство-

200-300 фс и энергию импульса до 8 нДж на длине

ра КТ в гексане с концентрацией около 0.5 мг/мл.

волны 790 нм.

Описанная выше обработка поверхности ПК путем

термического окисления и силанизации, а также над-

На рисунке 3 показаны спектры ФЛ КТ, внедрен-

лежащая морфология ПК, обеспечивающая высокий

ных в ПК-МР, полученные при двухфотонном воз-

уровень капиллярных сил [1], способствовали рав-

буждении лазерным БИК-излучением с мощностью

номерному распределению КТ внутри ПК-МР [30].

накачки от 30 до 350 мВт. Важно отметить, что спек-

Характеристики ФЛ в режиме двухфотонного воз-

тры ФЛ КТ при одно- и двухфотонном режимах воз-

буждения изучали с помощью фемтосекундной ла-

буждения не отличались. Из рисунка 3a видно, что

зерной системы Tsunami (Spectra Physics, США) с

после внедрения КТ в структуру ПК-МР, спектры

длительностью импульса 60 фс, регулируемой энер-

ФЛ КТ расщепляются на два пика. Максимум пер-

гией импульса и частотой импульсов 80 МГц, рабо-

вого пика приходится на 575 нм, и его ПШПВ состав-

тающей на длине волны 800 нм. Расхождение лазер-

ляет около 15 нм, т.е. его спектральное положение со-

ного луча составляло около 10^-3. Измерения прово-

ответствует длине волны собственной моды МР. Этот

дили в конфокальной геометрии: с помощью линзы

пик может быть связан с эффектом слабой связи эк-

с фокусным расстоянием 30 мм лазерный луч фо-

ситонного перехода в КТ с собственной модой МР

кусировали на образце для возбуждения ФЛ, и с

[5, 22]. Второй пик, на длине волны 550 нм, имеет ту

же ПШПВ, что и КТ в растворе (около 40 нм), и,

помощью той же линзы фокусировали сигнал ФЛ.

Для спектрального разрешения и регистрации сфо-

вероятно, обусловлен несвязанной частью ансамбля

кусированного сигнала использовали монохроматор-

КТ, излучение которых частично подавлено внутри

спектрограф M266 (Solar Laser Systems, Беларусь).

фотонной запрещенной зоны из-за пониженной ло-

Измерения с временным разрешением проводили с

кальной плотности оптических состояний.

помощью системы счета единичных фотонов с кор-

В то же время, максимум ФЛ несвязанных КТ

реляцией во времени, на основе электронного моду-

в ПК-МР сдвинут относительно максимума спектра

ля Pico Harp 300 (PicoQuant) и однофотонного ла-

ФЛ КТ в растворе на 10 нм в синюю область спек-

винного диода (Micro Photon Devices), при этом ап-

тра. Следует отметить, что однородное и неоднород-

паратная функция системы составляла 200 пс. Для

ное уширения вносят почти одинаковый вклад в сум-

Письма в ЖЭТФ том 112 вып. 9 - 10

2020

Слабая связь между светом и веществом в фотонных кристаллах на основе пористого кремния. . .

587

Рис. 3. (Цветной онлайн) Спектры ФЛ КТ CdSe(ядро)/ZnS/CdS/ZnS(многослойная оболочка) внутри микрорезона-

тора из ПК при двухфотонном возбуждении. (a) - Спектры ФЛ КТ внутри микрорезонатора при двухфотонном

возбуждении при разных мощностях накачки лазера; (b) - зависимости интенсивности ФЛ от мощности накачки на

длинах волн 575 нм (синяя кривая) и 550 нм (зеленая кривая) соответственно

марное уширение спектра ФЛ КТ. Однако связь с

волны 550 нм насыщение достигается при мощности

собственной модой МР образуют экситонные перехо-

примерно на 25 % меньшей, чем для пика на 575 нм.

ды только тех КТ, у которых спектральное положе-

Недавно было показано, что при возбуждении ла-

ние максимума однородно уширенного спектра ФЛ

зерным излучением с высокой частотой импульсов

совпадает с положением собственной моды МР. По-

(в нашей работе - 80 МГц) увеличение времени жиз-

скольку изначально максимум ФЛ КТ был сдвинут

ни ФЛ значительно снижает порог насыщения по-

на 15 нм в синюю область относительно собственной

глощения [24]. Данные на рис. 3b были аппроксими-

моды МР, после внедрения КТ в ПК-МР смешанный

рованы формулой из работы [24] в предположении,

характер уширения спектра и спектрального сдвига

что единственной причиной различия порогов насы-

привел к выделению в ансамбле КТ двух подансам-

щения является разница во временах жизни ФЛ, а

блей. Один из подансамблей КТ эффективно обра-

поперечное сечение двухфотонного поглощения КТ

зовывал связь с собственной модой МР, что приво-

было одним и тем же для обоих пиков. Таким обра-

дило к появлению узкого пика ФЛ на длине волны,

зом, если время жизни ФЛ для пика на длине волны

соответствующей собственной моде МР, тогда как

550 нм равно периоду повторения возбуждающих им-

ФЛ второго подансамбля КТ сдвигалась в синюю об-

пульсов (12.5 нс) или превышает его, то время жиз-

ласть спектра и подавлялась в фотонной запрещен-

ни ФЛ для пика на 575 нм должно быть значительно

ной зоне ПК-МР вследствие низкой локальной плот-

меньше этого периода. К сожалению, наша экспери-

ности оптических состояний.

ментальная установка не позволяла точно измерить

Графики зависимостей интенсивностей обоих пи-

скорости излучательной релаксации для этих двух

ков ФЛ от мощности возбуждающего лазерного из-

пиков, но полученные результаты говорят о том, что

лучения косвенно показывают, что ФЛ на этих дли-

время жизни ФЛ для пика на длине волны 575 нм

нах волн различается по скорости излучательной ре-

было действительно меньше, чем для пика на 550 нм,

лаксации (рис. 3b). По мере повышения интенсивно-

что свидетельствует о наличии эффекта Парселла.

сти возбуждающего излучения можно видеть, что

Для того, чтобы количественно оценить эффект

характер этих зависимостей меняется с квадратич-

Парселла и исключить влияние безызлучательных

ного на практически линейный. При достижении до-

процессов при взаимодействии КТ с поверхностью

статочно высокой мощности возбуждающего излу-

ПК, было проведено сравнение кинетики ФЛ КТ в

чения наблюдается насыщение двухфотонного по-

ПК-МР, монослое ПК и в матрице полиметилмета-

глощения, и зависимость интенсивностей пиков ФЛ

крилата (ПММА) на стеклянной подложке. Пори-

достигает плато. Тем не менее, значение мощности

стость монослоя ПК была около 66 %, а степень окис-

возбуждающего излучения, при котором наступает

ления та же, что у ПК-МР. На рисунке 4 приведены

насыщение двухфотонного поглощения, отличается

соответствующие кривые затухания ФЛ. Суммарное

для рассматриваемых пиков ФЛ: для пика на длине

время релаксации ФЛ КТ в ПК-МР и в монослое

Письма в ЖЭТФ том 112 вып. 9 - 10

2020

588

И.С.Крюкова, В.А.Кривенков, П.С.Самохвалов, И.Р.Набиев

Таблица 1. Параметры экспоненциальной аппроксимации кривых затухания ФЛ КТ в микрорезонаторах из ПК, на монослое

ПК, и на стекле

Время жизни

Скорость

Квантовый

ФЛ, нс

излучательной

безызлучательной

выход ФЛ, %

релаксации, нс^-1

Микрорезонатор из ПК

5.8 ± 0.5^∗

0.124 ± 0.017

0.048 ± 0.009

72 ± 11

Монослой ПК

12.8 ± 1.5

0.030 ± 0.002

0.048 ± 0.009

38 ± 13

На стекле

29.9 ± 0.5

0.030 ± 0.002

0.003 ± 0.002

90 ± 5

^∗Все погрешности приведены как с учетом погрешности аппроксимации, так и с учетом приборной погрешности.

поверхности пор и внутри них соответственно. Сред-

нее время затухания ФЛ КТ в ПК-МР было при-

близительно в 2.2 раза меньше, чем в монослое ПК.

В случае КТ в полимерной матрице отсутствуют до-

полнительные пути безызлучательной релаксации по

сравнению с раствором КТ, что позволяет оценить

фактор Парселла, характеризующий изменение ско-

рости излучательной релаксации. Для этого исполь-

зовали стандартную формулу для квантового выхода

(КВ) ФЛ:

QY = Γ_r/(Γ_r + ΣΓ_nr),

(1)

где Γ_r - скорость излучательной релаксации, ΣΓ_nr -

суммарная скорость всех безызлучательных процес-

сов релаксации. Для КТ в растворе КВ ФЛ достигал

Рис. 4. (Цветной онлайн) Экспериментальные кривые

90 ± 5 %, а кинетика затухания ФЛ была такой же,

затухания ФЛ (сплошные кривые) и их аппроксима-

как у КТ, внедренных в матрицу ПММА на стеклян-

ция (точки) для КТ, внедренных в полимерную мат-

ной подложке, со временем затухания 29.9 ± 0.5 нс.

рицу на стеклянной подложке (зеленые кривые), в мо-

нослой ПК (синие кривые) и в микрорезонатор из ПК

Исходя из этих данных, скорость излучательной ре-

(красные кривые)

лаксации вне ПК была оценена равной около 0.030 ±

± 0.003 нс^-1. При внедрении КТ в ПК-МР или мо-

нослой из ПК возникают дополнительные процессы

рассчитывали на основе весовых коэффициентов ам-

безызлучательной релаксации, обусловленные взаи-

плитуды [31]. В таблице 1 приведены результаты би-

модействием КТ с поверхностью ПК. Согласно урав-

экспоненциальной аппроксимации кривых. Времена

нению (1), сумма скоростей безызлучательных про-

затухания ФЛ для ПК-МР и для монослоя ПК оказа-

цессов в монослое ПК составляет 0.048 ± 0.009 нс^-1,

лось меньшими, чем для КТ в полимерной матрице

что равносильно снижению КВ до 38 ± 13 %. Ско-

на стеклянной подложке (рис. 4 и табл. 1). При этом

рость излучательной релаксации КТ в ПК-МР бы-

экспериментальная кривая для пленки КТ в матри-

ла оценена равной 0.124 ± 0.017 нс^-1, а КВ ФЛ -

це ПММА аппроксимируется моноэкспоненциальной

72 ± 11 %, в предположении, что безызлучательные

функцией со временем затухания около 30 нс, кото-

процессы в ПК-МР и монослое ПК влияют на ФЛ

рое приблизительно совпадает с этой величиной для

КТ одинаковым образом. Наконец, фактор Парсел-

раствора КТ в гексане.

ла, равный отношению скоростей КТ в ПК-МР и рас-

Кривые затухания ФЛ КТ в ПК-МР и в монослое

творе, был получен равным 4.1 ± 0.6.

ПК аппроксимировались экспоненциальной функци-

Таким образом, в настоящей работе исследова-

ей. Так как поверхность ПК хорошо развита (до

ны спектральные и кинетические характеристики

800 м²/см³) [27], значительная часть внедренных КТ

спонтанной ФЛ при двухфотонном возбуждении КТ,

находилась вблизи поверхности ПК. Это способство-

внедренных в одномерные ПК-МР. Экситонные пере-

вало безызлучательной релаксации люминофоров и

ходы КТ образуют режим слабой связи с собствен-

сокращало суммарное время затухания ФЛ. Быст-

ной модой ПК-МР. Изучено влияние мощности двух-

рая и медленная компоненты затухания могут быть

фотонного возбуждения на спектры спонтанной ФЛ

обусловлены расположением КТ непосредственно на

КТ. Для подансамбля КТ, эффективно связанных с

Письма в ЖЭТФ том 112 вып. 9 - 10

2020

Слабая связь между светом и веществом в фотонных кристаллах на основе пористого кремния. . .

589

собственной модой ПК-МР, при повышении мощно-

H. Qiao, B. Guan, T. Böcking, M. Gal, J. J. Gooding,

сти двухфотонного возбуждения не наблюдается ни

and P. J. Reece, Appl. Phys. Lett. 96, 161106 (2010).

порога насыщения поглощения, ни эффекта сужения

C. Becker, S. Burger, C. Barth, P. Manley, K. Jäger,

спектра ФЛ. Продемонстрированы значительные из-

D. Eisenhauer, G. Köppel, P. Chabera, J. Chen,

менения спектра ФЛ при внедрении КТ в ПК-МР, по

K. Zheng, and T. Pullerits, ACS Photonics 5, 4668

(2018).

сравнению со спектром ФЛ КТ в растворе, вызван-

ные модификацией скорости релаксации ФЛ различ-

S. N. A. Jenie, S. Pace, B. Sciacca, R. D. Brooks,

ных компонент ансамбля КТ. Для экситонных пере-

S. E. Plush, and N. H. Voelcker, ACS Appl. Mater.

Interfaces 6, 12012 (2014).

ходов КТ, связанных с собственной модой ПК-МР,

X. Gan, Y. Gao, K. Fai Mak, X. Yao, R.J. Shiue,

наблюдается увеличение скорости излучательной ре-

A. van der Zande, M. E. Trusheim, F. Hatami,

лаксации в 4.3 раза по сравнению с КТ в растворе

T. F. Heinz, J. Hone, and D. Englund, Appl. Phys. Lett.

и, следовательно, усиление ФЛ КТ, что свидетель-

103, 1 (2013).

ствует об эффекте Парселла и установлении режима

H. Yokoyama, K. Nishi, T. Anan, Y. Nambu,

слабой резонансной связи света с веществом.

S. D. Brorson, E. P. Ippen, and M. Suzuki, Opt.

Благодаря своему большому поперечному сече-

Quantum Electron. 24, S245 (1992).

нию двухфотонного поглощения, КТ представляют

M. Pelton, Nat. Photonics 9, 427 (2015).

значительный интерес для разработки биосенсоров в

S. Arshavsky-Graham, N. Massad-Ivanir, E. Segal, and

БИК-области оптического спектра, являющейся “ок-

S. Weiss, Anal. Chem. 91, 441 (2019).

ном прозрачности” для биологических тканей. Для

10.

C. Fenzl, T. Hirsch, and O. S. Wolfbeis, Angew. Chemie

того, чтобы нивелировать снижение КВ ФЛ, наблю-

Int. Ed. 53, 3318 (2014).

дающееся при взаимодействии КТ со средой вви-

11.

S. Mariani, V. Robbiano, L. M. Strambini, A. Debrassi,

ду возникновения дополнительных безызлучатель-

G. Egri, L. Dähne, and G. Barillaro, Nat. Commun. 9,

ных процессов, в данной работе используются ПК-

5256 (2018).

МР в качестве матрицы для внедрения КТ. Был про-

12.

V. Robbiano, G. M. Paternò, A.A. La Mattina,

демонстрирован режим слабой связи между экситон-

S. G. Motti, G. Lanzani, F. Scotognella, and

ными переходами КТ и собственной модой ПК-МР,

G. Barillaro, ACS Nano 12, 4536 (2018).

а также существенное увеличение КВ ФЛ внедрен-

13.

D. Threm, Y. Nazirizadeh, and M. Gerken,

ных КТ при двухфотонном возбуждении ФЛ. Пока-

J. Biophotonics 5, 601 (2012).

зано, что при помещении в матрицу ПК КТ сохраня-

14.

C. Pacholski, Sensors 13, 4694 (2013).

ют достаточный уровень сечения двухфотонного по-

15.

M. B. de la Mora, M. Ocampo, R. Doti, J. E. Lugo, and

глощения, который позволяет эффективно возбуж-

J. Faubert, in State of the Art in Biosensors - General

дать их экситонные состояния вплоть до выхода на

Aspects, InTech, London (2013).

насыщение, при этом не достигая мощностей, приво-

16.

A. M. Smith, M. C. Mancini, and S. Nie, Nat.

дящих к фото-термическому разрушению структуры

Nanotechnol. 4, 710 (2009).

ПК и исчезновению эффекта слабой связи. Получен-

17.

P. T. C. So, C. Y. Dong, B. R. Masters, and

ные результаты свидетельствуют о высоком потенци-

K. M. Berland, Annu. Rev. Biomed. Eng.

399

але применения КТ для разработки новых ФЛ био-

(2000).

сенсоров в прозрачном для биологических образцов

18.

H. Hafian, A. Sukhanova, M. Turini, P. Chames,

БИК-диапазоне оптического спектра.

D. Baty, M. Pluot, J. H. M. Cohen, I. Nabiev, and

Работа выполнена при финансовой поддержке

J.-M. Millot, Nanomedicine Nanotechnology, Biol. Med.

Российского фонда фундаментальных исследований

10, 1701 (2014).

(грант # 18-29-20121), а также Российского научного

19.

V. Krivenkov, P. Samokhvalov, D. Solovyeva, R. Bilan,

фонда (грант #20-13-00358) в части работы, связан-

A. Chistyakov, and I. Nabiev, Opt. Lett. 40,

1440

ной с разработкой подходов к синтезу и функцио-

(2015).

нализации квантовых точек для их использования в

20.

V. Krivenkov, P. Samokhvalov, and I. Nabiev, Biosens.

резонаторах.

Bioelectron. 137, 117 (2019).

21.

V. Krivenkov, P. Samokhvalov, M. Zvaigzne,

1. N. A. Tokranova, S. W. Novak, J. Castracane, and

I. Martynov, A. Chistyakov, and I. Nabiev, J. Phys.

I. A. Levitsky, J. Phys. Chem. C 117, 22667 (2013).

Chem. C 122, 15761 (2018).

2. D. Dovzhenko, K. Mochalov, I. Vaskan, I. Kryukova,

22.

W. G. J. H. M. van Sark, P. L. T. M. Frederix, A. A. Bol,

Y. Rakovich, and I. Nabiev, Opt. Express 27, 4077

H. C. Gerritsen, and A. Meijerink, Chem. Phys. Chem.

(2019).

3, 871 (2002).

Письма в ЖЭТФ том 112 вып. 9 - 10

2020