С помощью перестраиваемого СО₂ -лазера измерены ненасыщенные коэффициенты поглощения в чистом СО₂ и газовых смесях CO₂:O₂ = 1:2 и CO₂:N₂ = 1:2 на центральных частотах линий R(8), R(22), P(8), P(22) и P(36) перехода 10⁰0-00⁰1 молекулы СО₂ в температурном диапазоне 300-700 К . Определены коэффициенты ударного уширения спектральных линий молекул СО₂ молекулами O₂ и N₂. Полученные температурные зависимости этих коэффициентов аппроксимированы степенными функциями с двумя различными показателями степени.

Исследованы спектры комбинационного рассеяния полимерных пленок поливиниловый спирт-тиоцианат калия. Определены параметры колебательной и ориентационной релаксации тиоцианат-иона в полимерной матрице. При концентрациях соли ³0.3 моль/л характер и скорость колебательной дефазировки становятся идентичным колебаниям SCN-иона в водном растворе.

Экспериментально исследована зависимость спектров в области 200-1700 нм и кинетики интегрального излучения монокристалла YAG:0.5%Er³⁺ от плотности энергии возбуждения (W) однократными импульсами СО₂-лазера с l_ex = 10.6 мкм и длительностью на полувысоте ~100 нс. Спектры качественно изменяются при превышении порога возникновения лазерной плазмы W_t вблизи поверхности монокристаллов. При W<W_t спектры излучения YAG:0.5%Er³⁺ представляют собой пики селективного излучения (СИ) мультиплетов ионов Er³⁺ на пьедестале сплошного спектра. При W> W_t происходит ионизация воздуха у поверхности кристалла и появляются новые пики излучения и дополнительный пьедестал, соответствующие спектрам излучения лазерно-индуцированной воздушной плазмы, интенсивность которых на порядки выше пиков СИ. Форма осциллограмм интегрального излучения в области 600-1700 нм при изменении W на порядок характеризуется длительностью фронтов импульсов излучения τ_f = 1.0-1.6 мкс и временем затухания τ_d » 2.5 мкс. Кинетика интенсивности интегрального излучения объяснена расчетами температуры монокристалла и населенности энергетических уровней ионов Er³⁺ при конверсии тепловой энергии в СИ при нестационарном переносе энергии внутренним излучением и теплопроводностью.

Построена система соотношений, описывающая зависимость мощностей стоксовых компонент, генерируемых по отдельности или одновременно ВКР-лазером в стационарном режиме. На примерах генерации одной, двух и трех компонент показано, что, пользуясь этими соотношениями, можно сравнительно просто оптимизировать работу такой лазерной системы.

Предлагаемая модель эффективной среды, в которой матричная среда Максвелла-Гарнетта заполнена средой Бруггемана, применена при решении обратных задач многоугловой эллипсометрии для определения состава переходных слоев, окружающих слой термического диоксида кремния на кремниевой подложке. Объемные факторы заполнения слоя корректно отражают возможные структурные превращения при окислении кристаллического кремния.

Методами колебательной спектроскопии ИК поглощения и гигантского комбинационного рассеяния света (ГКР) и квантовой химии изучены структура и фотохромные превращения композитных металлоорганических наноструктурированных систем, состоящих из наночастиц Ag с оболочкой из молекул фотохромных диарилэтенов (ДАЭ), которые получены путем их осаждения из различных растворов на наночастицы. Изученные наноструктурированные системы обладают фотохромными свойствами, что проявляется в обратимых фотоиндуцированных изменениях относительной интенсивности полос ГКР, относящихся к колебаниям связей, участвующих в реакции обратимой фотоизомеризации. Обнаружены спектральные проявления химического взаимодействия между наночастицами металла и молекулами ДАЭ.

Методами электронного парамагнитного резонанса и рентгеновской дифракции исследованы порошки детонационных наноалмазов, легированных примесными атомами бора и фосфора, и спеченные таблетки на основе исходных образцов. Показана возможность легирования кристалла наноалмаза примесными атомами бора и фосфора. Установлена возможность диагностики указанными методами нанокристаллов алмаза, легированных атомами примеси в процессе ударно-волнового синтеза.

Проведены исследования оптического отражения поверхности Si, имплантированного ионами Ag⁺ при низкой энергии 30 кэВ в широком интервале доз 5.0 · 10¹⁴-1.5 · 10¹⁷ ион/см², параллельно с электронными микроскопическими наблюдениями образцов. Установлено, что с ростом ионной дозы облучения монотонно снижается интенсивность отражения в УФ области спектра Si. Это вызвано аморфизацией и макроструктурированием его приповерхностного слоя. В длинноволновой области отражения регистрируется селективная полоса с максимумом вблизи 830 нм, обусловленная проявлением плазмонного резонанса ионно-синтезированных наночастиц Ag.

При обнаружении биомаркеров популярно использование явления поверхностного усиления комбинационного рассеяния света (SERS) на наночастицах. В настоящей работе антитело, сопряженное с наночастицами золота (AuNPs), использовано при определении LMP2A в группе клеток CNE2. Диаграммы SERS показывают наличие LMP2A в пораженной клетке, исследованной ранее методом иммунофлуоресцентного окрашивания. Это может быть обусловлено связыванием наночастиц с рецепторами поверхности клетки. При исследовании здоровых клеток CNE2 сигнал на длине волны 1044 cм^{- 1} не обнаружен. Полученные результаты демонстрируют возможность применения AuNPs в качестве высокочувствительных зондов при обнаружении и определении места расположения маркеров карциномы носоглотки.

Влияние g-излучения¹³⁷Cs (дозы 1 и 3 Гр), низкоинтенсивного лазерного излучения (l = 670 нм, 5.3 или 10.6 Дж/см²), а также последовательного облучения лазерным и g-излучением на периферическую кровь и клетки крови (эритроциты, лейкоциты, лимфоциты, гранулоциты) изучено по изменениям количества клеток крови, спектров поглощения крови и активности ферментов антиоксидантной защиты. Выполнены две серии экспериментов на четырех группах крыс. Крысы контрольной группы (группа 1) не подвергались воздействию g- или лазерного излучения. В экспериментальных группах выполнялось однократное облучение всего тела крыс g-излучением (группа 2), 3- или 4-дневное надвенное облучение крови в хвостовой вене низкоинтенсивным лазерным излучением (группа 3), последовательное 3- или 4-дневное облучение крови лазерным и затем однократное облучение всего тела g-излучением (группа 4). Показано, что изменения содержания клеток крови в экспериментальных группах сопровождаются изменениями спектральных характеристик крови и активности ферментов антиоксидантной защиты. Радиопротекторное действие низкоинтенсивного лазерного излучения проявляется в увеличении среднего по группе числа лейкоцитов и лимфоцитов по сравнению с пострадиационным, а также росте активности ферментов антиоксидантной защиты. Обсуждается возможность применения низкоинтенсивного оптического излучения для коррекции гематологических нарушений, вызываемых ионизирующим излучением.

Сточные воды, образующиеся при производстве красителей, обычно анализируются стандартным методом измерения химической потребности в кислороде (ХПК) или одноволновым спектроскопическим методом. Чтобы преодолеть недостатки этих методов, в настоящей работе спектроскопия в УФ и видимой областях объединена с регрессией по основному компоненту и частичной регрессией методом наименьших квадратов (ЧРМНК). В отличие от стандартного метода этот метод не требует предварительной подготовки образцов. Показано, что модель ЧРМНК обеспечивает высокую точность прогнозирования ХПК со средней относительной погрешностью ~5 % для случая двух красителей. Эта ошибка близка к ошибке стандартного метода. В наших исследованиях точность модели ЧРМНК уменьшалась с числом присутствующих красителей. Вероятно, понадобятся несколько моделей, и сложность системы мониторинга ХПК будет значительно уменьшена, если использовать модель ЧРМНК, поскольку она может включать в себя несколько красителей. Спектроскопия в УФ и видимой областях в сочетании с ЧРМНК повышает эффективность прогнозирования ХПК для сточных вод красильной промышленности и перспективна для применения в мониторинге качества воды в режиме реального времени.

C помощью методов лазерно-индуцированной спектроскопии (ЛИС) анализируются различные типы доступных в продаже фейерверков. Для спектральных измерений использована система, включающая в себя импульсный Nd:YAG-лазер (l = 532 нм, длительность импульса 4 нс), а также спектрометр AndorMechelle ME 5000 Echelle. В спектрах различных фейерверков обнаружены Ba, Ca, Mg, Fe, Na, Sr, Si и Al. Эти элементы легко смешиваются и могут загрязнять окружающую среду. Для количественной оценки и выявления регрессии в сочетании с ЛИС использованы многовариантные статистические методы, такие как частичный квадратичный дискриминантный анализ, который перспективен для анализа большого количества данных.

Методами атомно-эмиссионной спектрометрии, электронной, колебательной ИК спектроскопии и квантово-химического моделирования в рамках теории функционала плотности исследованы процессы взаимодействия функциональных групп пенополиуретанового сорбента Пенопурм^® с катионами некоторых 3d-металлов при их сорбции из водных растворов. Экспериментально установлено, что в интервале рН 5-7 Пенопурм^® поглощает из водных растворов катионы 3d-металлов. Выявлены некоторые спектральные критерии, позволяющие cделать вывод о преимущественном взаимодействии ионов Ni²⁺ с различными фрагментами пенополиуретановой структуры.

Предложен перестраиваемый восьмиволновый терагерцовый модулятор, основанный на структуре тройных треугольных решеточных фотонных кристаллов, с использованием фотонных кристаллов в терагерцовом режиме. Тройная треугольная решетка сформирована путем размещения круглых, квадратных и треугольных диэлектрических цилиндров. В идеальный фотонный кристалл введены три дефекта с квадратными точками для создания восьми дефектных мод. GaAs использован в качестве источника точечных дефектов для реализации перестраиваемости. Использована структура с отражающим барьером для достижения модуляции при высокой скорости передачи. Коэффициенты вносимых потерь и экстинкции 0.122 и 38.54 дБ. Скорость модуляции 0.788 дБ. Производительность восьмиволнового терагерцового модулятора показала большой потенциал для использования в терагерцовых системах связи.

Сенсор с широким полем зрения (СШПЗ) на борту спутника GF-1 позволяет получать мультиспектральные данные с умеренным пространственным разрешением, которые перспективны для мониторинга поверхности Земли. Данные СШПЗ оценены путем перекрестного сравнения спектральных полос отражения и индексов вегетации с данными Landsat-7 Enhanced Thematic Mapper plus (ETM+). Рассмотрены четыре индекса вегетации: нормализованный разностный вегетационный индекс NDVI, улучшенный вегетационный индекс (EVI), относительный вегетационный индекс RVI и почвенный вегетационный индекс SAVI. Коэффициент корреляции R² между данными СШПЗ и ETM+ составлял 0.82, 0.89, 0.92 и 0.80 для коэффициентов отражения в синей, зеленой, красной областях и ближнем ИК диапазоне 0.90, 0.84, 0.83 и 0.91 для NDVI, EVI, RVI и SAVI соответственно. Результаты показали высокую корреляцию между спектральными коэффициентами отражения и индексами вегетации двух сенсоров, что свидетельствует о достоверности данных СШПЗ. Данные СШПЗ оказались лучше данных ETM + в отношении пространственных и временных разрешений.

Предложен эффективный спектроскопический метод оценки степени наполнения (пористости) полимерных материалов, среднего размера и распределения рассеивающих частиц наполнителя по размерам внутри полимерной матрицы, их анизометрии и степени ориентации. Полученные спектральные данные хорошо согласуются с результатами методов оптической и электронной микроскопии.

На основе полученных экспериментальных данных для активного слоя InAs_0.88Sb_0.12 рассчитаны параметры Варшни температурной зависимости ширины запрещенной зоны в интервале температур 10-313 К, а также температурная зависимость энергии спин-орбитального расщепления зоны. Установлено, что для светодиодов на основе гетероструктуры InAs_0.88Sb_0.12/InAsSbP в интервале температур 10-35 К наблюдается усиленная люминесценция. Резкое падение интенсивности излучения InAsSb/InAsSbP-светодиодов при температуре >32 К обусловлено интенсивным ростом CHCС-процесса оже-рекомбинации, при этом для температур <35 К доминирующим процессом оже-рекомбинации является CHSH-процесс.

Для активно-импульсных систем видения с импульсами подсветки треугольной и трапециевидной форм получены пространственно-энергетические профили (ПЭП) сигнала при изменении временной задержки между передними фронтами строб-импульса и импульса подсветки. Установлено, что если длительность импульса подсветки Δt_лаз меньше или равна длительности строб-импульса Δt_ЭОП, то выражения для характерных расстояний те же, что и для импульсов прямоугольной формы, и их можно использовать для определения расстояния до объектов. При Δt_лаз > Δt_ЭОП в случае импульсов подсветки треугольной формы ПЭП приобретает колоколообразный вид. Для импульсов трапециевидной формы ПЭП имеет колоколообразную форму с наличием или отсутствием платообразного участка. Предложен эмпирический метод определения характерных расстояний до максимума ПЭП и граничных точек платообразного участка, которые затем используются для вычисления расстояния до объекта. С использованием калибровочных постоянных предложен метод определения расстояния до объекта и экспериментально подтверждена его работоспособность.

Исследована возможность использования люминофоров кумаринового ряда в люминесцентных фильтрах для корректировки спектров светодиодных источников. Тонкая настройка спектров испускания люминофоров в полимерных матрицах получена путем введения неионогенных поверхностно-активных веществ в матрицу. Предложен способ оценки фотостабильности люминесцентных фильтров и определены ее параметры.

Методом экзотермического горения в растворах с последующим прокаливанием на воздухе при 800 и 1300 °С синтезированы нанокристаллы редкоземельных гранатов Y₃Al₅O₁₂ и Lu₃Al₅O₁₂ и перовскита GdAlO₃ с высоким содержанием ионов Eu³⁺ (10-20 ат.%) и исследованы их структура, морфология и фазовый состав. При возбуждении в УФ области спектра материалы характеризуются интенсивной красной люминесценцией. Для Eu:GdAlO₃ цветовые координаты люминесценции по системе CIE 1931 составляют (0.632, 0.368), доминирующая длина волны 599.6 нм, чистота цвета >99 %. Определены параметры Джадда-Офельта, коэффициенты ветвления люминесценции и время жизни состояния⁵D₀ для ионов Eu³⁺ . Для 10 ат.% Eu:GdAlO₃ квантовый выход люминесценции достигает 74 %, время жизни состояния⁵D₀ 1.4 мс. Полученные материалы перспективны для керамических люминофоров красной области спектра.

Исследованы особенности плазмон-поляритонов, возбуждаемых на границе гиперболического метаматериала и диэлектрика для случая, когда оптическая ось ориентирована под углом к границе раздела. Показано, что в метаматериале фазовая скорость плазмон-поляритона направлена под определенным углом к его границе. Установлена возможность и определены условия локализации плазмон-поляритона на границе гиперболического метаматериала как I, так и II типа. Обосновано, что локализованный у границы раздела изотропный диэлектрик-гиперболический метаматериал поверхностный плазмон-поляритон обладает поперечным спином, величина которого зависит от длины волны возбуждающего излучения, ориентации оптической оси гиперболического метаматериала, диэлектрических свойств граничащих сред.

Методом жидкофазной эпитаксии с импульсным охлаждением подложки по двум структурным схемам выращены образцы наногетероэпитаксиальных структур с квантовыми точками Ge в матрице GaP на Si-подложках. Измерены спектры фотолюминесценции образцов при температурах 77 и 300 К при возбуждении лазерным излучением с λ = 4880 и 5145 Å. Сделаны выводы о факторах, влияющих на спектр и интенсивность излучения наноструктур с квантовыми точками. Выявлено, что для уменьшения безызлучательной рекомбинации в многослойных p-n-структурах необходимо создавать массивы квантовых точек в объеме p- и n-областей, а не в центральной части обедненного слоя p-n-перехода. Показано, что теоретические энергии для квантовых точек Ge рассчитанных размеров сопоставимы с энергией их максимумов фотолюминесценции.

Разработаны два простых спектрофотометрических метода определения эмпаглифлозина и метформина путем манипулирования их относительными спектрами применительно к недавно одобренной фармацевтической комбинации - таблеткам Synjardy^®. Для увеличения концентрации эмпаглифлозина после экстракции из таблеток с целью одновременного анализа с метформином использована методика дозируемых инъекций. Контрольные параметры соответствия требованиям Международной конференции по гармонизации, полученные для обоих препаратов с помощью методов постоянного умножения и вычитания спектров, приемлемы в диапазоне концентраций 2-12 мкг/мл. Предложенные оптимизированные методы могут быть использованы в лабораториях контроля качества.

C помощью реакции Сузуки связывания 4-бром-5-метилтиофен-2-илбороновой кислоты (1) и 4-иоднитробензола синтезировано новое производное тиофена 3-бром-2-метил-5-(4-нитрофенил) тиофен (2). Его структура подтверждена методами ЯМР, масс-спектрометрии низкого и высокого разрешения, ИК-фурье-спектроскопии, рентгеновских исследований кристаллической структуры. Исследованы его экспериментальные ИК-фурье-спектры (4000-400 см^-1) и спектры комбинационного рассеяния (4000-100 см^-1). Рассчитанные геометрические параметры и частоты колебаний согласуются с экспериментальными данными. Вычислены энергии для высшей занятой и низшей вакантной молекулярных орбиталей, а также другие параметры для соединения 2. Методами B3LYP и HF получены потенциалы ионизации -0.30456 и -0.30501 эВ.

Методом тушения флуоресценции изучено взаимодействие между родамином 6G (Rh6G) и сульфатом церия. В сернокислой среде Ce(IV) взаимодействует с родамином 6G, что обусловливает тушение флуоресценции родамина 6G. Максимальные длины волн возбуждения и испускания l_ex = = 530 нм и l_em = 555 нм. Линейная зависимость между относительной интенсивностью флуоресценции (ΔF) и количеством Се(IV) наблюдалась в области концентраций [Се(IV)] ~ 0.12-1.08 мкг/мл. Предел обнаружения церия 4´10^-3мкг/мл. Установлены оптимальные условия реакции, исследованы факторы, оказывающие влияние на результаты эксперимента, в том числе наличие других веществ. Обнаружено, что в исследуемом образце концентрация [Rh6G] = 3.2´10^-6 моль/л, интенсивность флуоресценции достигает максимума.

Методом рентгеновской электронной спектроскопии исследованы две цвиттерионные соли имидазолия: 1,3-диметилимидазолий-2-карбоксилат и 1-бутил-3-метилимидазолий-2-карбоксилат вместе с 1-бутил-3-метиламидозолий ацетатом. Для обеих цвиттерионных солей проведен анализ электронного окружения каждого элемента. Вследствие электрон-акцепторного эффекта катиона амидозолия энергии связи C_{карбоксил} 1s и O 1s для цвиттерионных солей выше, чем для 1-бутил-3-метилимидазолий ацетата. Продемонстрировано также влияние длины алкильной цепи на распределение заряда. В соответствии с полученными данными электрон-акцепторный эффект катиона имидазолия уменьшается с увеличением длины алкильной цепи.

Разработан и синтезирован клик-реакцией диалкина и азида индола в качестве исходных реагентов новый хемосенсор, обеспечивающий высокоселективное распознавание иона Cd ²⁺ среди ионов других металлов, обладающих значительным тушением флуоресценции. Полученное соединение идентифицировано методами¹H ЯМР,¹³C ЯМР, масс-спектрометрии и оптической спектроскопии в УФ и видимом диапазонах. При добавлении Cd ²⁺ наблюдалось тушение флуоресценции. Оптимизированы условия протекания реакции, включая селективность, количество Cd ²⁺ , время реакции и температуру. В сравнении с ионами других металлов, таких как Li⁺ , Na⁺ , K⁺ , Pb²⁺ , Ni²⁺ , Zn²⁺ , Mn²⁺ , Hg²⁺ , Cr³⁺ , Cu²⁺ и Fe³⁺ , присутствие в исследуемом продукте ионов Cd ²⁺ вызывало высокоселективное изменение флуоресценции. При оптимальных условиях наблюдалась линейная зависимость между интенсивностью флуоресценции и концентрацией Cd ²⁺ в области 0-7.226×10^{- 5} М. Предел обнаружения 2.69 мкM. Показано, что синтезированное с использованием 2-метилиндола вещество может служить в качестве быстрого детектора ионов Cd ²⁺ .

Модели Таук-Лоренца и Коди-Лоренца с хвостом Урбаха выведены, объяснены и использованы для моделирования мнимой части диэлектрической функции осажденного атомарного слоя (HfO₂)_x(ZrO₂)_1-x в диапазоне энергий 0.7-9.3 эВ. Процедура подгонки выполнялась с использованием метода Левенберга-Марквардта, минимизирующего среднеквадратическую ошибку. Обе модели согласуются с экспериментальными данными вакуумной УФ спектроскопической эллипсометрии. При содержании циркония 60 и 75 % в видимой области спектра наблюдается профиль слабого поглощения, который с большой точностью соответствует модели осциллятора Лоренца. Для расчета запрещенной зоны различных составов использованы графики Коди и Таука. Результаты показывают, что модель Коди-Лоренца более точна, так как она учитывает экспоненциальное поглощение ниже запрещенной зоны и модифицированную плотность состояний.

Ряд фосфатных пород и органоминеральных фосфорных удобрений анализировался с помощью лазерно-искровой эмиссионной спектроскопии (ЛИЭС) методами главных компонент и частичной регрессии на основе наименьших квадратов. Показано, что метод главных компонент пригоден для идентификации спектральных различий между подобными образцами с незначительными композиционными различиями. Необработанные и нормированные ЛИЭС-спектры способны обеспечить эффективную идентификацию и распознавание содержащихся в образцах химических соединений с уровнем достоверности 95%. Измеренные концентрации находятся в хорошем согласии с эталонными концентрациями. Полученные результаты подтверждают перспективность ЛИЭС для быстрой классификации фосфорных удобрений in situ.