Фотостимулированная ( фотоиндуцированная ) перестройка тонких слоев ( пленок) полиметиновых ( цианиновых) красителей при возбуждении разных молекулярных форм.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
1. Полимерные проводники 6
2. Полиметиновые красители 7
3. Эффект Гершеля и фотоадаптация. 13
4. Труды ученых в исследовании фотостимулирования перестройки тонких слоев полиметиновых красителей 15
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 19
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 21

Исследования генерационных параметров многоатомных органических молекул привели к разработке эффективных активных сред для узкополосных лазеров с перестройкой длины волны генерации в широком спектральном диапазоне.
Было проведено цикл исследований процессов обратимой фотостереоизомеризации растворов многоатомных молекул в условиях мощного лазерного возбуждения; впервые было обнаружено и исследовано ступенчатую фотостереоизомеризацию полиметиновых соединений, широко используемых как активные среды и модуляторы добротности лазеров; было обнаружено и исследовано генерацию вынужденного излучения нестабильными фотостереоизомерами; разработано оптико-акустический метод регистрации нелинейных фотофизических процессов, высокочувствительный оптико-акустический измеритель энергии импульсного излучения и спектрально неселективная приемная среда оптико-акустического измерителя [7, c. 26].
С 2000 г. Разумовой Татьяной Константиновной было выполнено исследования механизмов формирования равновесного наноструктурного компонентного состава молекулярных слоев на твердых подложках и механизмов обратимых и необратимых фото- и термостимулированных перестроек молекулярного строения и пространственной ориентации нанокомпонентов; было проведено исследования влияния структурных перестроек и переориентации нанокомпонентов на изменения спектральных и поляризационных параметров слоев молекул различного химического и электронного строения; было изучено влияние химической и электронной структуры молекул из класса полиметиновых соединений на выходы фото- и термостимулированных перестроек нанокомпонентов и фото- и термодеструкцию слоев.
Калитеевская Елена Николаевна, c 2006 г. работает в центре «Информационные оптические технологии», является автором многих работ (37). Областью научных интересов стали исследования фотофизических процессов в активных лазерных средах под действием интенсивных световых потоков, фотофизика и фотохимия органических многоатомных молекул и молекулярных наноструктур в растворах и твердых слоях, генерация вынужденного излучения органическими средами.
В первые годы работы в ГОИ участвовала в исследованиях нелинейных процессов в сенсибилизированных уранил-неодимовых стеклах при высоком уровне возбуждения; после чего принимала участие в исследованиях генерационных параметров многоатомных органических молекул. Последняя работа привела к разработке эффективных активных сред для узкополосных лазеров с перестройкой длины волны генерации в широком спектральном диапазоне. Полученные автором результаты использовались в ряде подразделений ГОИ и в лабораториях ЛГУ. Было проведено цикл исследований процессов обратимой фотостереоизомеризации растворов многоатомных молекул в условиях мощного лазерного возбуждения; впервые было обнаружено и исследовано ступенчатую фотостереоизомеризацию полиметиновых соединений, широко используемых как активные среды и модуляторы добротности лазеров; обнаружено и исследовано генерацию вынужденного излучения нестабильными фотостереоизомерами.
С 2000 г. Е.Н. Калитеевская начала работать над механизмами формирования равновесного наноструктурного компонентного состава молекулярных слоев на твердых подложках и механизмов обратимых и необратимых фото- и термостимулированных перестроек молекулярного строения и пространственной ориентации нанокомпонентов; ею было проведено исследования влияния структурных перестроек и переориентации нанокомпонентов на изменения спектральных и поляризационных параметров слоев молекул различного химического и электронного строения; изучено влияние химической и электронной структуры молекул из класса полиметиновых соединений на выходы фото- и термостимулированных перестроек нанокомпонентов и фото- и термодеструкцию слоев.
Выполненные работы с участием Е.Н.Калитеевской неоднократно докладывались на Всероссийских и Международных научных конференциях.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В настоящей работе проведено исследование на тему «Фотостимулированная (фотоиндуцированная) перестройка тонких слоев (пленок) полиметиновых (цианитовых) красителей при возбуждении разных молекулярных форм» путем модификации оптических свойств тонких цианиновых красителей ближними полями наночастиц серебра на диэлектрической подложке. Было рассмотрено полиметиновые (цианитовые) красители и их виды, особенности и свойства.
В ходе исследования абсорбционных характеристик тонких пленок цианиновых красителей и островковых металлических пленок были выявлены особенности взаимной модификации их оптической плотности. В случае близости полос плазмонного поглощения наночастиц и поглощения тонких пленок цианиновых красителей суммарное поглощение гибридного материала не сводится к сумме поглощения отдельных компонентов, а превосходит его. При этом спектр гибридного материала имеет области увеличения поглощения до 5-кратного значения, связанные с действием ближних полей наночастиц на молекулы и с уменьшением частоты плазмонных колебаний. А также области уменьшения суммарного поглощения, обусловленные аномальной дисперсией диэлектрической проницаемости тонкой пленки на высокочастотном краю поглощения красителя; эффект имеет электродинамическую природу, поскольку при значительном несовпадении полос поглощения металлических наночастиц и красителей изменение поглощения не происходит.
Помимо увеличения поглощения наночастицы серебра оказывают влияние на компонентный состав тонкой пленки цианинового красителя. Отметим, что важным есть действие ближних полей наночастиц серебра на спектры флуоресценции тонких пленок цианиновых молекул; для относительно толстых слоев цианиновых красителей увеличение флуоресценции в присутствии наночастиц серебра может достигать от 2- до 4-кратного значения. Выполнено исследование действия лазерного излучения на островковую металлическую пленку. В присутствии наночастиц серебра характер изменений не меняется. Изменение оптической плотности слоев молекул с наночастицами в 10 раз больше, чем изменение оптической плотности в слоях без наночастиц.
Изменение толщины слоя приводит к изменению ширины и положения спектра вследствие изменения числа полос поглощения. Число полос растет с увеличением длины цепи и электронодонорности. Соотношение концентраций мономеров и ассоциированных форм зависит от пространственной ориентации молекул в слое. Электронодонорность концевых групп влияет на угол между хромофорами молекул и на соотношение интенсивностей коротковолновой и длинноволновой полос поглощения. Влияние толщины слоя на его спектральные параметры определяется степенью внутримолекулярной электронной асимметрии, возникающей в результате взаимодействия химически симметричных молекул с зарядами поверхности подложки и при межмолекулярном взаимодействии. Это приводит к изменению свободных энергий основных состояний мономерных стереоизомеров и, как следствие, к увеличению равновесных концентраций компонентов в слое.
Необратимая фотоперестройка молекулярного слоя включает в себя два этапа. В первом из них происходит пространственная переориентации компонентов относительно подложки, приводящая к изменению их взаимодействия с подложкой и с окружением и, как следствие, - к уменьшению степени внутримолекулярной асимметрии электронного строения. На этом этапе определяющая ступень перестройки — стереоизомеризация при поворотах фрагмента молекулы по центральным связям полиметиновой цепи. На втором этапе происходит необратимая самоорганизация слоя — изменение компонентного состава в соответствии с новыми равновесными соотношениями концентраций стереоизомеров при новом внутримолекулярном электронном строении мономерных компонентов и установление равновесных концентраций ассоциатов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Агеев Л.А., Эль-Аяхаб Х.Н. Фотоиндуцированные изменения оптического поглощения тонкопленочной системы AgCl-Ag. // ЯПС. – 1994. – Т.60,Я 1 – 2. – С.1Б2 – 157.
2. Ageev L.A..Xl.Aehhab H.I. Absorption spectra and photoln-duced transformations in thin films of AgCl-Cu. // International Conference "0PTDHr95", 11 – 13 May 1995, Kiev, P.187.
3. Агеев Л.А., Милославский В.К., Эль-Ашаб Х.И. – Спектральная фотоадаптация в тонких светочувствительных пленках AgPl-Ag. // Опт. в спектр. – 1992. – Т.73, JS 2. – С.364 – 370.
4. Эль-Авхаб Х.Н. Фотоадаптация и спонтанные периодические структуры в AgPl-Ag.// Сборник научных работ аспирантов ХГУ. (Естественные науки. Физико-математические юуки). – Харьков.: Изд. «Основа» при ХГУ, 1992. – С.183 – 187.
5. Ageev b.A. EL-AotAhab H.I. Spectral Dependence of Herschel's Effect 1л Thin Photosensitive Agl-Ag-Fllms.// Functional mterlale. – 1994 – . – V.l,Ji 1. – P.46 – 50.
6. Агеев Л.А., Эль-Авхаб Х.Н. Плоский спектроскоп или голограмма сплошного спектра на основе самоорганизующихся ТЕ-решеток.// Tffl. – 1992. – Т.162, Л 9. – С.153 – 157.
7. Агеев Л.А., Эль-Авхаб Х.Н. Спонтанные периодические структуры в светочувствительных волноводных пленках на анизотропных подложках. // Опт. в спектр. – 1993. – Т. 75. №5. – С.1079 – 1085.
8. Агеев Л.А., Эль-Авхаб X. П., Ревущая О.Ф. Фотоиндуцирован-ные периодические структура в тонких пленках Agl.// Функциональные материалы. – 1994. – Т.1 .J5 2. – 0.16 – 21.
9. ELashhab H.I. «Photolnduced effects In thin llght-sen-sltlve films on the basis of the chlorous and lodous silver» The dissertation In manyecrlpt form la submitted for a Candidate Degree In Physical and Mathematical Science, spe-slallty 01.04.05 – Optics, Laser Physics. Kharkov State Ш1 – verslty. Kharkov. Ukraine. 1995.
10. Климов B.B. Наноплазмоника. 2-е изд., испр. – M.: Физматлит, 2010. – 480 с.
11. Дударь С.С., Свешникова Е.Б., Ермолаев B.JI. Сенсибилизация флуоресценции молекул красителей в наночастицах из комплексов металлов. 2010. Т. 109 (№4). – С. 605 – 617.
12. Anker J.N., Hall W.P., Lyandres О., Shah N.C., Zhao J., Van Duyne R. P. Biosensing with plasmonic nanosensors // Nature Materials. 2008 – 7(6). – P. 442 – 453.
13. Daniel M.-C., Astruc D. Gold nanoparticles: assembly, supramolecular chemistry, quantum-size-related properties, and applications toward biology, catalysis, and nanotechnology // Chem. Rev. , 2004. – 104(1). – P. 293346.
14. Haick H., Chemical sensors based on molecularly modified metallic nanoparticles // J. Phys. D Appl. Phys. 2007. – 40(23). – P. 7173 – 7186.
15. Bergman D. J. and Stockman M. I. Surface Plasmon Amplification by Stimulated Emission of Radiation: Quantum Generation of Coherent Surface Plasmons in Nanosystems // Phys. Rev. Lett. 2003. – Vol. 90 (2). – P. 027402 – 1 – 4.
16. Noginov M.A., Zhu G., Belgrave A.M., Bakker R., Shalaev V.M., Narimanov E.E., Stout S., Herz E., Suteewong T., Wiesner U. Démonstration of a spaser – based nanolaser // Nature. 2009. – 460. – P. 1110 – 1112.
17. Бонч-Бруевич A.M., Калитеевская E.H., Крутякова В.П., Разумова Т.К. Изменение пространственной ориентации компонентов молекулярного слоя под действием лазерного излучения // Оптический журнал. – 2004. Т. 71 (№6). – С. 46 – 51.
18. Li J.C. Organic molecular thin films for nanoscale information memory applications // arXiv.org e-Print archive Электронный ресурс. Режим доступа: http://arxiv.org/abs/0904.4438
19. Шелковников В.В., Плеханов А.И., Орлова Н.А. Нанометровые пленки полиметиновых красителей в оптической памяти и нелинейной оптике // Российские нанотехнологии. 2008. – т. 3(№9 – 10). – С. 36 – 57.
20. Бонч-Бруевич А.М., Разумова Т.К., Тибилов А.С. Оценка возможности создания приемника теплового излучения на основе явления фотоизомеризации органических красителей // Оптический журнал. – 2006. т. 73 (№12). – С. 3 – 8.
21. Шапиро Б.И. «Блочное строительство» агрегатов полиметиновых красителей // Российские нанотехнологии. 2008. – т. 3(№3 – 4). – С. 7283.
22. Шапиро Б.И. Молекулярные ансамбли полиметиновых красителей // Успехи химии. 2006 – т. 75(№5). – С. 484 – 510.
23. Skirtach A.G., Antipov A.A., Shchukin D.G., Sukhorukov G.B. Remote activation of capsules containing Ag nanoparticles and IR dye by laser light // Langmuir. 2004 – v. 20 (№ 17) – p. 6988 – 6992.
24. Meng F.S., Chen K.C., Tian H., Zuppiroli L., Nuesch F. Cyanine dye acting both as donor and acceptor in heterojunction photovoltaic devices // Applied Physics Letters. 2003. – V. 82. – P. 3788 – 3790.
5