Сотрудники кафедры общей физики и молекулярной электроники физического факультета МГУ совместно с коллегами из Института прикладной физики РАН разработали новую технологию изготовления кремниевых наночастиц. Результаты работы опубликованы в журнале «Квантовая электроника» – сообщает пресс-служба физического факультета МГУ.
Кремниевые наночастицы известны своим использованием в качестве элемента микросхем, но всё чаще их стали использовать и в медицинских целях, например, для диагностики тканей и клеток, лечения.
Новая технология позволит получить кремниевые кластеры размером менее 100 нм. Получение такого размера кремниевых частиц при использовании метода механического измельчения слоёв пористого кремния затруднительно. Другой метод – коллоидного химического синтеза, имеет ограничения из-за большого количества остаточных токсичных примесей в продуктах реакции.
В качестве альтернативной технологии изготовления кремниевых наночастиц учёные предлагают использовать импульсную лазерную абляцию кремния в жидкостях и газах, т. е. удалять вещества с мишени лазерными импульсами. Варьирование их состава позволит изготавливать кремниевые наночастицы разного размера, в том числе величиной в единицы и десятки нанометров. Этот метод в дополнении поможет достичь высокой степени химической чистоты и кристалличности формируемых структур. Но у этого метода есть и недостаток – относительно малый массовый выход продуктов абляции, агломерирующих в наночастицы. Как замечают исследователи, необходимо либо увеличивать энергию и частоту лазерных импульсов за счёт применения более сложных и дорогих лазеров, либо использовать вместо мишеней монокристаллического кремния иные.
Сотрудники лаборатории фемтосекундной нанофотоники физического факультета МГУ провели исследования, которые показали перспективность применения предлагаемой технологии.
«Изготовленные с помощью этой технологии кремниевые наночастицы мы осадили на поверхность пористого агарового геля, имитирующего биологическую ткань. И в результате показали, что, благодаря присущему им эффективному рассеянию света, можно получать высококонтрастные изображения неоднородностей изначально практически прозрачного агарового геля. Это важный шаг в решении задач биомедицинской диагностики — визуализации биологических и биоподобных тканей» — рассказал один из авторов статьи, доцент кафедры общей физики и молекулярной электроники физического факультета МГУ – Станислав Заботнов.
Иллюстрация: изображения поверхности агарового геля, полученные методом оптической когерентной томографии: слева прозрачный гель без наночастиц, справа – с внедрёнными кремниевыми наночастицами, полученными методом лазерной абляции пористого кремния в воде. Размер каждого изображения – 3×3 мм. © МГУ им. М.В. Ломоносова / Институт прикладной физики РАН
