Влияние плазмонных наночастиц на генерационные свойства молекул красителя
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, Государственное задание на проведение научно-исследовательских работ, FSGU-2023-0003
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, Грант на проведение крупных научных проектов по приоритетным направлениям научно-технического развития, 075-15-2024-550
Кучеренко М.Г.
1, Русинов А.П.
1, Мушин Ф.Ю.
2, Чмерева Т.М.
11Оренбургский государственный университет, Центр лазерной и информационной биофизики, Оренбург, Россия
2Оренбургское президентское кадетское училище, Оренбург, Россия
Email: clibph@yandex.ru, sano232@mail.ru, fedor.mushin@yandex.ru, chmereva@yandex.ru
Поступила в редакцию: 31 января 2025 г.
В окончательной редакции: 23 мая 2025 г.
Принята к печати: 21 февраля 2025 г.
Выставление онлайн: 18 июля 2025 г.
Теоретически и экспериментально исследовано влияние плазмонных наночастиц (НЧ) на генерацию излучения молекулами органического красителя. Для расчета интенсивности генерируемого молекулами излучения в присутствии плазмонных НЧ предложена теоретическая модель, учитывающая изменение ско-ростей спонтанного и вынужденного излучения молекулы, безызлучательной ре-лаксации молекулы и поглощения света молекулой вблизи НЧ в скоростных уравнениях трехуровневого лазера. Наблюдаемая в эксперименте немонотонная зависимость порога генерации водного раствора родамина 6G от концентрации НЧ в растворе объясняется на основе предложенной модели. Ключевые слова: плазмонная наночастица, молекула люминофора, вынужденное излучение, порог генерации.
- M. Bauch, K. Toma, M. Toma, Q. Zhang, J. Dostalek. Plasmonics, 9, 781 (2014). DOI: 10.1007/s11468-013-9660-5
- D.C. Mor, G. Aktug, K. Schmidt, P. Asokan, N. Asai, C.-J. Huang, J. Dostalek. Trends in Analyti-cal Chemistry, 183, 118060 (2025). DOI: 10.1016/j.trac.2024.118060
- D. Semeniak, D.F. Cruz, A. Chilkoti, M.H. Mikkelsen. Advanced Materials, 35, 2107986 (2023). DOI: 10.1002/adma.202107986
- A.N. Kamalieva, N.A. Toropov, T.A. Vartanyan. Proc. of SPIE, 9884, 98843C (2016). DOI: 10.1117/12.2227805
- N. Ibrayev, E. Seliverstova, G. Omarova, A. Kanapina, A. Ishchenko. Materials Today: Proceedings, 71, 100 (2022). DOI: 10.1016/j.matpr.2022.09.615
- Т.М. Чмерева, М.Г. Кучеренко, Ф.Ю. Мушин, А.П. Русинов. ЖПС, 91 (1), 1 (2024). [T.M. Chmereva, M.G. Kucherenko, F.Yu. Mushin, A.P. Rusinov. J. Appl. Spectrosc., 91 (1), 1 (2024). DOI: 10.1007/s10812-024-01682-3]
- S. Murai, S. Oka, S.I. Azzam, A.V. Kildishev, S. Ishii, K. Tanaka. Optics Express, 27 (4), 5083 (2019). DOI: 10.1364/OE.27.005083
- Y. Bian, S. Liu, Y. Zhang, Y. Lui, X. Yang, S. Lou, E. Wu, B. Wu, X. Zhang, Q. Jin. Nanoscale Research Letters, 16, 90 (2021). DOI: 10.1186/s11671-021-03546-7
- D. Temirbayeva, N. Ibrayev, M. Kucherenko. J. Luminescence, 243, 118642 (2022). DOI: 10.1016/j.jlumin.2021.118642
- Н.Х. Ибраев, А.К. Зейниденов, А.К. Аймуханов. Опт. и спектр., 117, 559 (2014). [N.Kh. Ib-rayev, A.K. Zeinidenov, A.K. Aimukhanov. Opt. Spectrosc., 117, 540 (2014). DOI: 10.1134/S0030400X14100099]
- N. Ibrayev, A. Ishchenko, D. Afanasyev, N. Zumabay. Appl. Phys. B, 125, 18 (2019). DOI: 10.1007/s00340-019-7292-y
- Д.А. Афанасьев, Н.Х. Ибраев, Г.С. Омарова, А.В. Кулинич, А.А. Ищенко. Опт. и спектр., 128 (1), 63 (2020). DOI: 10.21883/OS.2020.01.48839.270-19 [D.A. Afanasyev, N.Kh. Ibrayev, G.S. Omarova, A.V. Kulinich, A.A. Ishchenko. Opt. Spectrosc., 128 (1), 61 (2020). DOI: 10.1134/S0030400X20010026]
- W.Z.W. Ismail, T.P. Vo, E.M. Goldys, J.M. Dawes. Laser Phys., 25, 085001 (2015). DOI: 10.1088/1054-660X/25/8/085001
- D.S. Wiersma. Nature Phys., 4, 359 (2008). DOI: 10.1038/nphys971
- В.M. Маркушев, В.Ф. Золин, Ч.М. Брискина. ЖПС, 45, 847 (1986)
- W.L. Sha, C.-H. Lui, R.R. Alfano. Opt. Lett., 19 (23), 1922 (1994). DOI: 10.1364/OL.19.001922
- O. Popov, A. Zilbershtein, D. Davidov. Appl. Phys. Lett., 89, 191116 (2006). DOI: 10.1063/1.2364857
- C.T. Dominguez, R.L. Maltez, R.D. Reis, L.S.A. Melo, C.B. Araujo, A.S.L. Gomes. J. Opt. Soc. Am., 28 (5), 1118 (2011). DOI: 10.1364/JOSAB.28.001118
- Y. Wan, L. Deng. Optics Express, 27, 27103 (2019). DOI: 10.1364/OE.27.027103
- D. He, W. Bao, L. Long, P. Zhang, M. Jiang, D. Zhang. Optics and Laser Technology, 91, 193 (2017). DOI: 10.1016/j.optlastec.2016.12.036
- A. Yadav, L. Zhong, J. Sun, L. Jiang, G.J. Cheng, L. Chi. Nano Convergence, 4, 1 (2017). DOI: 10.1186/s40580-016-0095-5
- L. Ye, B. Liu, F. Li, Y. Feng, Y. Cui, Y. Lu. Laser Phys. Lett., 12, 105001 (2016). DOI: 10.1088/1612-2011/13/10/105001
- V.A. Donchenko, A.A. Zemlyanov, M.M. Zinovjev, A.N. Paramonova, V.A. Kharenkov. Proc. SPIE, 10035, 1003526-1 (2016). DOI: 10.1117/12.2249339
- V.A. Donchenko, A.A. Zemlyanov, M.M. Zinovjev, N.S. Panamarev, A.V. Trifonova, V.A. Kharenkov. Atmospheric and Oceanic Optics, 29 (5), 452 (2016). DOI: 10.1134/S1024856016050055
- В.А. Донченко, И.А. Едреев, А.А. Землянов, В.А. Харенков. Изв. вузов. Физика, 56 (8), 9 (2013)
- А.К. Зейниденов, Н.Х. Ибраев, М.Г. Кучеренко. Вестник ОГУ, 9 (170), 96 (2014)
- О. Звелто. Принципы лазеров (Мир, М., 1990)
- I.Yu. Goliney, V.I. Sugakov, L. Valkunas, G.V. Vertsimakha. Chem. Phys., 404, 116 (2012). DOI: 10.1016/j.chemphys.2012.03.011
- В.В. Климов. Наноплазмоника (Физматлит, М., 2009)