Seminarium Instytutu Niskich Temperatur i Badań Strukturalnych PAN

Lawinowa emisja fotonów w nanomateriałach

prof. dr hab. Artur Bednarkiewicz

Oddział Spektroskopii Optycznej, INTiBS PAN

Seminarium odbędzie się w aplikacji Microsoft Teams (dla osób z domeny intibs.pl kod dostępu to: to8aqyj). Pozosotałe osoby zainteresowane seminarium proszone są o kontakt z dr. hab. Adamem Pikulem ().

Streszczenie:

Lawinowa emisja fotonów (ang. photon avalanche – PA) jest jednym z najbardziej wydajnych, a przy tym najsłabiej zbadanym mechanizmem konwersji energii w górę. O ile zjawisko to obserwowano w materiałach monokrystalicznych domieszkowanych jonami lantanowców głównie w temperaturach kriogenicznych, możliwość uzyskania PA w nanomateriałach w temperaturze pokojowej było przez wiele lat kwestionowane, a nieliczne prace na ten temat przedstawiały niepełne informacje, które w wielu przypadkach pozostawiały wątpliwości co do faktycznej interpretacji wyników eksperymentalnych. Katalizatorem dla postępów w tym obszarze okazało się opracowanie metod syntezy materiałów rdzeń płaszcz, badania fundamentalne, modelowanie i zrozumienie procesów transferu energii zachodzące w nanomateriałach, a także coraz śmielsze i coraz bardziej zaawansowane próby zastosowania koloidalnych nanomateriałów domieszkowanych lantanowcami w bioobrazowaniu i w biodetekcji. Niewątpliwie, przełomowe były również teoretyczne prace sugerujące radykalnie nowe i nieoczywiste usprawnienia lub możliwości zastosowań nanometrycznych luminoforów lawinowych (ANP – avalanche nanoparticles) w biologii i medycynie. W wykładzie omówione zostaną bardziej szczegółowo podstawy fotofizyczne oraz dwa przykłady takich zastosowań, tj. obrazowanie superrozdzielcze (PASSI) czy ulepszone bio-czujniki FRET (PA-RET). Pierwsze z zastosowań pozwala z wykorzystaniem pojedynczej wiązki światła obrazować optycznie struktury poniżej limitu dyfrakcji światła Abbego, drugi pozwala zwiększyć zakres dystansu pracy czujnika do wartości kilkukrotnie przewyższającej typowy dystans Förstera.