Продукция ЦКП "НОЦ-НТ"

Продукция ЦКП "НОЦ-НТ"

Результаты научной деятельности ЦКП-НТ

1. Зондовая микроскопия

1.1 Область исследования: Зондовая микроскопия токов ионной проводимости

Тема: «Разработка технологии создания, исследование и апробация наноструктурированных зондов для визуализации,

диагностики и модификации объектов различной природы с высоким пространственным разрешением»

ГК в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009- 2013 годы.

Получены экспериментальные образцы модифицированных микропипеток и результаты их испытаний. Данные элементы могут быть использованы в составе сканирующих зондовых микроскопов при исследовании биологических объектов (клетки) в тактильном режиме и режиме измерения ионных токов.

$F:\Ostered_74.tif$ 4_в 4_г

Зонды-микропипетки модифицированы с помощью FIB (РЭМ) СЗМ-изображения тестовой решетки TGT

Оборудование: Двухлучевой электронный микроскоп серии CrossBeam, установка для лазерной вытяжки микрозондов,

вакуумная напылительная установка мод. SPI 12151EQ-AX

1.2 Область исследования: Специализированные зонды для сканирующих зондовых микроскопов

диагностики и модификации объектов различной природы с высоким пространственным разрешением»

ГК в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009- 2013 годы.

Получены экспериментальные образцы коллоидных атомно-силовых зондов для исследования мягких биологических объектов и атомно-силовых зондов на основе нановискеров для изучения образцов с развитым рельефом поверхности

$C:\Users\User\Pictures\Безымянный.jpg$ $C:\Users\User\Pictures\Безымянный.jpg$

Коллоидный атомно-силовой зонд (РЭМ) Изображение живой клетки полученное с помощью данного зонда (АСМ)

$C:\Users\User\Downloads\Рис 1.jpg$ $C:\Users\User\Downloads\рис 3.jpg$

Стандартный атомно-силовой зонд и зонд с нановискером (РЭМ)

Изображения полученные с помощью стандартного зонда

и зонда с нановискером (АСМ)

Оборудование: Двухлучевой электронный микроскоп серии CrossBeam, установка для лазерной вытяжки микрозондов,

вакуумная напылительная установка мод. SPI 12151EQ-AX

2. Область исследования: Создание и исследование полупроводниковых и металлических вискеров

Тема: «Исследование электромагнитных и электронных свойств наноструктур на основе нановискеров»

Созданы и исследованы экспериментальные образцы полупроводниковых нановискеров. Данные структуры могут найти применение в качестве автоэмиссионных катодов и зондов в сканирующих туннельных микроскопах.

$C:\Documents and Settings\86226\Рабочий стол\GaAs\Auto_GaAs_14_3.tif$ $C:\Documents and Settings\86226\Рабочий стол\GaAs\Auto_GaAs_20_2.tif$ GaAsWhiskerTip_Slim_003

РЭМ-изображения:

Ансамбли полупроводниковых GaAs вискеров, выращенных на вольфрамовом зонде Углеродный вискер

Оборудование: Двухлучевой электронный микроскоп серии CrossBeam, сверхвысоковакуумный АСМ SPM Probe TV AFM XA 650

3 Область исследования: Ближнепольные оптические и ТГц зонды

Тема: «Металлические микро- и наноструктуры для субволновой фокусировки терагерцового излучения в ближней зоне»

ГК в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009- 2013 годы

Созданы экспериментальные образцы ближнепольных оптических зондов на основе Si- кантилеверов с субволновой апертурой.

Созданы экспериментальные образцы ближнепольных оптических зондов на основе металлических наноструктур.

Электродинамические расчеты конструкций зондов выполнены методами численного моделирования (МЧМ).

Данные зонды могут найти применение в составе безапертурных сканирующих ближнепольных микроскопов.

При этом возможна реализация режимов усиленного комбинационного и флуоресцентного рассеяния,

необходимых при исследовании биологических нанообъектов (ДНК, белки)

$C:\Documents and Settings\Andrey\Мои документы\Мои рисунки\Рисунок2.jpg$

Оптические антенны V-образной формы Прецизионное манипулирование наночастицами в электронном микроскопе

(верх – РЭМ изображение, низ – результаты расчета МЧМ)

Оптические антенны на основе сферических нанооболочек (РЭМ)

Исследование оптических ближнепольных свойств антенн (АСМ)

Оборудование: Двухлучевой электронный микроскоп серии CrossBeam, вакуумная напылительная установка мод. SPI 12151EQ-AX

4. Область исследования: Микрофлюидные биочипы

Темы:

· «Биосенсорные системы на основе микрофлюидных чипов с интегрированными наноразмерными структурами»,

ГК в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы (проект на 2011-2012 гг)

· «Разработка технологии создания, исследование и апробация наноструктурированных зондов для визуализации, диагностики и модификации объектов различной природы с высоким пространственным разрешением»,

ГК в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы (проект на 2010-2012 гг)

· «Разработка микрофлюидной платформы для фиксации и исследований биологических объектов методами микроскопии высокого разрешения»,

ГК в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы (проект на 2012-2013 гг)

Основные результаты: Проведено моделирование процесса массопереноса и движения микрочастиц в микрофлюидных чипах разных топологий. Изготовлены экспериментальные образцы микрофлюидных чипов с микро- и наноразмерными функциональными элементами. Проведены измерения биологических объектов (бактерий E.Coli) в жидкости методом атомно-силовой микроскопии. Полученные экспериментальные данные и результаты моделирования могут использоваться для создания современных диагностических и исследовательских систем в биологии, фармакологии и медицине.


Функциональные элементы микрофлюидного чипа (ловушки для биообъектов, боковые микроканалы) изготовленные методом сфокусированного ионного пучка на установке CrossBeam Neon 40 (РЭМ)	Увеличенное изображение ловушки для биообъектов изготовленной методом сфокусированного ионного пучка на установке CrossBeam Neon 40 (РЭМ)	Эксперименты по фиксации биологических объектов (бактерий E.Coli) в ловушках микрофлюидного чипа (ОМ)

$K:\!Experiments\2012-04-10\sluda+bacterii 2\50x50_2\2012-04-14_135210.gif$
Флуоресцентное изображение суспензии, содержащее бактерии E.Coli, нанесенной на предметное стекло (ОМ)	АСМ изображение отдельной бактерии E.Coli, зафиксированной на пленке агар-агара (массовая доля 1,8 %)	АСМ изображение группы бактерий E.Coli, зафиксированной на пленке агар-агара (массовая доля 1,8 %) на слюде в жидкости

АСМ эритроцита, полученный зондом Дифракционные решётки на Au-пленке (10 нм) на поликарбонатной подложке, полученные

в полуконтактной моде с помощью зондовой литографии с использованием зондов – наноскальпелей (АСМ)

Оборудование: Электронный микрскооп серии CrossBeam, Вакуумная напылительная установка SPI 12151EQ-AX, Микроскоп для лабораторных исследований Axio Observer, Сверхвысоковакуумный атомно-силовой микроскоп SPM Probe VT AFM XA 650

5. Область исследования: Получение наноструктур методом гидротермального синтеза

Тема: «Получение и диагностика оксидных предкерамических нанопорошков и материалов на их основе»

Проведена оценка влияния гидротермальной и ультразвуковой обработки на процессы фазообразования.

Получены образцы керамики на основе синтезированных композиций

Оксидные нанотрубки Оксидные наночастицы пластинчатой формы Оксидные наночастицы округлой формы -Mg3Si2O5(OH)4 - Al2Si2O5(OH)4 - ZrO2

Анализ распределения агломератов оксидных наночастиц пластинчатой формы методом динамического светорассеяния

Комплексный подход к созданию керамических материалов из нанопорошков может рассматриваться как основа для создания керамических материалов с разнообразным элементным и фазовым составом.

Обрудование: Автоклавный комплекс КИ-250, Лазерный анализатор размеров частиц динамического рассеяния света Horiba LB 550V

Образовательная деятельность ЦКП-НТ

Оборудование ЦКП используется при чтении следующих курсов и проведении лабораторных работ :

«Оптическое материаловедение: технологии кристаллов»

«Оптическое материаловедение»

«Физическая химия стекла»

«Применение элементов фотоники в специальной аппаратуре»

«Современные проблемы фотоники и оптоинформатики»

«Оптические методы формирования микроэлементов»

«Оптика наноразмерных супрамолекулярных структур»

«Специальные методы измерения физических величин»

«Лазерные технологии»

«Наноматериалы и нанотехнологии»

«Введение в нанотехнологию»

«Сканирующая зондовая микроскопия, наноскопия и спектрометрия»

«Микро- и наноаналитические системы на биочипах»

«Наноматериалы и нанотехнологии»

«Физические основы локальных методов диагностики материалов»

«Пучковые и зондовые методы нанодиагностики материалов»

Студенты НИУ ИТМО за выполнением лабораторной работы

«Определение размеров наночастиц в водных суспензиях методом динамического рассеяния света»,

Оборудование: Лазерный анализатор размеров частиц динамического рассеяния света Horiba LB 550V

Учебно-исследовательская работа студентов и магистрантов:

С использованием оборудования центра в 2012 г. выполнено 26 бакалаврских и магистерских работ.

В 2012 году состоялись защиты:

1. Диссертация на соискание ученой степени доктора наук по теме:

«Микрофлюидные устройства для исследований биологических проб методами флуорометрии и оптической микроскопии высокого разрешения»

2. Диссертации на соискание ученой степени кандидата наук:

- «Спектрально-люминесцентные свойства высококонцентрированных иттербий-эрбиевых стекол и наноструктурированных стеклокерамик»

- «Технология создания и исследование пьезорезонансных зондовых датчиков для сканирующего зондового микроскопа»

В 2012 году было опубликовано 12 статей в зарубежных и 42 статьи в Российских журналах., сделано 9 докладов на международных конференциях, в рамках международного сотрудничества прочитан курс "Нанолитография как основной метод нанотехнологий" (лекции и лабораторные работы) в Казахском национальном техническо м университете имени К. И. Сатпаева (г. Алматы).