Разработаны методы контролируемого формирования люминесцирующих центров в наноалмазах, синтезированных осаждением из газовой фазы (CVD) и при высоких давлениях и температурах (НРНТ). Определены спектральные характеристики одиночных центров при комнатных и криогенных температурах.

Установлено, что наноалмазы, синтезированные из адамантана, демонстрируют самую узкую Фурье-ограниченную ширину линий оптических переходов одиночных SiV-центров при криогенных температурах среди известных SiV-содержащих наноалмазов.

Впервые исследованы люминесцентные свойства одиночных SiV-центров в малых (<100 нм) CVD-синтезированных алмазных частицах с использованием нерезонансного и резонансного возбуждений при криогенных температурах. Определена типичная ширина линии SiV ~1 ГГц для спонтанно зародившихся наноалмазов.

Совместный проект с ИФВД РАН. Совместные исследования с лабораторией нанооптики института Макса Планка в Эрлангене и лабораторией квантоворазмерных гетероструктур ФТИ им. Иоффе. Совметный проект с Institute of Materials Research and Engineering, Agency for Science Technology and Research, Singapore и лабораторией алмазных материалов ИОФ РАН.

Обнаружена люминесценция SiV центров в наноалмазах, экстрагированных из метеоритов.

Установлено: стабильно-люминесцирующие SiV центры могут существовать в квази-молекулярных наноалмазах (размером 1.5 нм, всего 400 углеродных атомов!).

Совместный проект с Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry RAS и 3rd Physical Institute, University of Stuttgart

Для обнаружения и изучения фотонной статистики одиночных люминесцирующих центров в отдельных алмазных кристаллитах создан научно-исследовательский комплекс, включающий в себя совмещенные атомно-силовой и конфокальный люминесцентный микроскопы, а также интерферометр Хенбери-Брауна-Твисса.

а, c) Картирование люминесцентного излучения наночастиц.

b) Картирование распределения наночастиц по размерам.

d) Кривая автокорреляционной функции второго порядка интенсивности излучения отдельной наночастицы.

С целью увеличения скорости спонтанного излучения одиночных NV- и SiV-центров в наноалмазах был собран плоско-сферический микрорезонатор Фабри-Перо на базе конфокального микроскопа.

Путем изменения расстояния между зеркалами резонатора мы добиваемся оптимального положения моды резонатора относительно нанокристаллика алмаза, расположенного на плоском зеркале.

Создана новая наноструктура – люминесцирующий наноалмаз, покрытый пористым оксидом кремния, для применения в качестве многофункциональной платформы в наномедицине.

Осуществлена адресная доставка лекарственного препарата в раковую клетку с помощью композитных наночастиц.

a) Наноалмазы локализуются в эндосомных визикулах, свечение NV-центров.

b) Лекарство (краситель) выделяется в цитоплазму, свечение красителя.

Совместный проект с Centre for Functional Materials, Abo Akademi University, Turku, Finland и лабораторией лазерной спектроскопии растворов и наноструктур физического факультета МГУ.

Исследована температурная чувствительность спектральных характеристик излучения ряда центров (Ne8, SiV, GeV) в алмазе и показана перспективность их применения в качестве нанотермометров

Определены абсолютная температурная чувствительность (S_a) оптического температурного датчика на основе термически индуцированного сдвига линии 794 нм центра Ne8 и его разрешение по температуре (ΔT).

Совместный проект с Institute of Physics, University of Tartu, Эстония и Institute of Geology and Mineralogy SB RAS