Изучено влияние структуры анионных аксиальных лигандов фталоцианиновых комплексов металлов групп IIIA и IVA и межмолекулярных взаимодействий на спектры поглощения макрогетероциклов в растворах, органическом полимере и нанопористых силикатных гель-матрицах. Показано, что на стадии синтеза и очистки металлофталоцианинов протекает эффективный процесс замещения анионных лигандов Cl^- центрального иона металла на гидроксогруппы ОН^- . Исследование полученных золь-гель методом твердотельных нанопористых образцов показало, что в органо-неорганическом силикатном материале, активированном гидроксоалюминий-фталоцианином, молекулы активатора внедрены в мономерной форме. Оптически однородный люминесцентный ксерогель может быть использован в оптических устройствах для диапазона длин волн, примыкающего к ближней ИК области.

Изучены полосы поглощения валентных колебаний n(ОН) в ИК спектрах растворов пяти гомологов о-винилфенола (о-ВФ) в слабополярных растворителях - CCl₄ и н-гексане. В растворах о-ВФ и его метилзамещенных в н-гексане обнаружено присутствие нескольких ротамеров со свободной ОН-группой. Согласно расчетам методом B3LYP/cc-pVTZ, в газе и в среде циклогексана доля ротамеров в гомологах о-ВФ с внутримолекулярной водородной связью (ВМВС) О-Н…p изменяется от 22 до 97 %. Теоретически оцененные эффективные энтальпии -ΔН их ВМВС изменяются в интервале 0.20-2.24 ккал/моль.

Методами колориметрии и спектрофотометрии с хемометрической обработкой данных изучены кислотно-основные свойства различных по структуре азокрасителей в водных растворах, а также проведен сравнительный анализ возможностей обоих методов. Установлено, что использование данных об изменении удельного цветового различия в зависимости от кислотности среды позволяет определить константы ионизации всех функциональных групп исследуемых азосоединений. Показано, что привлечение колориметрических функций ионно-молекулярных форм азосоединений в качестве аналитического сигнала позволяет получить целостную картину о существующих кислотно-основных равновесиях в широком интервале кислотности среды.

Путем исследования спектров поглощения индивидуальных органических соединений в ближней инфракрасной области в диапазоне 6510-9510 см^{- 1} выделены полосы, характеризующие содержание атомов углерода в алкильных (7177-7205 см^{- 1} ) и фенильных (9175-9192 см^{- 1} ) структурных фрагментах их молекул. Установлено, что зависимость оптической плотности в максимумах этих полос поглощения от доли атомов углерода в соответствующих фрагментах молекул носит прямой характер с сильной корреляционной связью. Полученные модели адекватны для определения доли углерода в структурных фрагментах молекул алкилароматических эфиров и фенилкетонов. На примере синтезированного в лабораторных условиях продукта конденсации олеиновой кислоты и бензилового спирта продемонстрирована возможность моделирования молекулярного строения алкилароматических эфиров, основанная на применении полученных регрессионных моделей.

Метод электрон-фотонной спектроскопии применен к важному классу шестичленных гетероциклических соединений - пиримидиновых азотистых оснований, входящих в состав нуклеиновых кислот. Проанализирован спектр свечения молекул урацила, адсорбированных на поверхности керамики, полученный при бомбардировке электронами с энергией 600 эВ в глубоком вакууме. В УФ и видимой областях обнаружены широкие полосы с максимумами при 335, 435 и 495 нм. Наиболее интенсивная полоса (l = 335нм) отнесена к флуоресценции и соответствует синглет-синглетному переходу с первого возбужденного электронного состояния в основное состояние молекулы. Электронные переходы из триплетного Т₁ в основное состояние формируют менее интенсивную полосу фосфоресценции (l= 435нм). Обсуждается природа полосы с максимумом 495 нм. Полученный спектр люминесценции сопоставлен со спектрами фотолюминесценции в разных фазовых состояниях.

Проведено сравнительное исследование низкотемпературной термолюминесценции (5-120 К) пленок кремнийорганического полимера поли(ди-н-гексилсилана), нанокомпозитов при введении полимера в нанопоры кремнеземов МСМ-41 и СБА-15 с диаметрами пор 2.8 и 10 нм, а также растворов полимера в тетрагидрофуране при изменении концентрации от 10^-3 до 10^-5 моль/л. Установлена возможность контролированно изменять количество ловушек носителей заряда, а также их разброс по энергии, изменяя диаметр нанопор кремнеземов. Определено, что максимумы кривых термолюминесценции нанокомпозитов и их полуширины существенно зависят от диаметра пор нанопористых кремнеземов, что согласуется с данными, полученными при исследовании растворов полимера. В нанокомпозите с минимальным диаметром нанопор (2.8 нм) количество и глубина ловушек, а также их разброс по энергии существенно уменьшаются по сравнению с этими величинами в пленке полимера.

Разработан итеративный метод получения колебательного спектра лазерных органических красителей по спектрам их вторичного излучения в многократно рассеивающих средах, которое проявляется как спаренный процесс хаотической генерации (ХГ) и вынужденного комбинационного рассеяния (ВКР). Разработанный метод существенно увеличивает возможности детектирования слабых линий КР благодаря пакетной обработке набора экспериментальных спектров ВКР-ХГ, позволяющей оптимизировать процессы разложения этих спектров и усреднения полученных из них колебательных спектров. Метод апробирован на спектрах ВКР-ХГ лазерного красителя пирометена 597 в везикулярной пленке. Полученные результаты хорошо согласуются со спектром КР, рассчитанным методом Хартри-Фока.

Изучено влияние температуры на спектры фотолюминесценции и поглощения активной среды (эрбиевое фосфатное стекло ЛГС-ДЕ) и пассивного затвора (кристалл MgAl₂O₄:Co²⁺ ) Yb,Er-лазера с поперечной диодной накачкой. Полученные данные использованы при анализе спектральных и энергетических характеристик компактных эрбиевых излучателей. Установлено, что в интервале температур 233-328 К доминирующим каналом генерации является оптический переход между нижними штарковскими подуровнями состояний ионов эрбия⁴I_13/2 и⁴I_15/2 (l = 1532.0-1533.9 нм). Для описания экспериментальной температурной зависимости поглощенной пороговой импульсной мощности излучения накачки предложена система скоростных уравнений, учитывающая тепловое заселение штарковских подуровней состояний⁴I_13/2 и⁴I_15/2. Данная система наряду с порогом генерации позволяет моделировать выходные энергетические и временные показатели Yb,Er-излучателей.

Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия использована для обнаружения различных хлорметаллатных анионов и различения электронного окружения каждого элемента, присутствующего в хлорметаллатных анионах. Подробно изучено влияние степени делокализации заряда хлорметаллатических анионов на энергию связи Cl 2p. Основность анионов хлорстанната и хлорферрата оценена с использованием измеренной энергии связи N 1s. Обнаружено, что анионы хлорстанната и хлорферрата можно рассматривать как наименее основные анионы.

Исследованы спектры комбинационного рассеяния и электропроводность стеклующихся ацетатных систем KCH₃COO-Ca(CH₃COO)₂ и LiCH₃COO-KCH₃COO-CsCH₃COO, допированных мелкодисперсными порошками Al₂O₃ и SiO₂ при различных концентрациях. Установлено, что добавка мелкодисперсных порошков Al₂O₃ и SiO₂ приводит к увеличению электропроводности исследуемых гетерофазных стекол при температурах ниже температуры стеклования. Показано, что в гетерогенной системе имеются структурно различимые ацетат-ионы, характеризующиеся различными временами релаксации.

С применением инфракрасной спектрометрии исследован состав SiO_х-пленок, полученных ионно-лучевым распылением (ИЛР) кремниевой и кварцевой мишеней. Пленки толщиной 150-390 нм формировали на подложках из кремния. Установлено, что увеличение парциального давления кислорода в рабочем газе, повышение температуры подложки и наличие положительного потенциала на мишени при реактивном ИЛР кремния приводят к смещению основной полосы поглощения n_as в высокочастотную область и росту композиционного индекса от 1.41 до 1.85. При ИЛР кварцевой мишени стехиометрия пленок ухудшается с увеличением энергии распыляющих ионов аргона, что может быть связано с ростом скорости нанесения. Увеличение тока термоэлектронного компенсатора, повышение температуры подложки и добавка кислорода способствуют формированию SiO_х-пленок с улучшенной стехиометрией.

Изучены спектры комбинационного рассеяния и фотолюминесценции наноструктурированной пленки ZnO с адсорбированными молекулами С60 и возможность образования сильной электронной связи С60-ZnO в таком композите. Показано, что такая связь может значительно усилиться при облучении рассматриваемого композита высокоинтенсивным УФ лазерным излучением (l = 325 нм).

Для создания источника излучения плазмы на переходе 282 нм молекулы XeBr^* с возбуждением высоковольтным импульсно-периодическим разрядом использована смесь ксенона с нетоксичным галогеноносителем Xe-KBr. Экспериментально исследованы спектры люминесценции плазмы продольного импульсно-периодического разряда в смеси Xe-KBr при низких давлениях. Наиболее интенсивные полосы УФ излучения эксиплексных молекул XeBr^* зарегистрированы в области 250-350 нм. Приведены спектральные, временные и энергетические характеристики источника излучения, а также зависимости эффективности образования эксиплексных молекул XeBr^* от условий возбуждения разряда, определены оптимальные условия возбуждения УФ излучения.

Характерные спектры поглощения параформальдегида и метальдегида в области терагерцо-вых (ТГц) частот получены с помощью терагерцовой спектроскопии с временным разрешением (THz-TDS). Для уменьшения поглощения ТГц волн содержащимися в воздухе парами воды и снижения фонового шума измерительная система заполнена сухим воздухом, а измерения проведены при температуре 24 °С. Относительная влажность воздуха <10%. THz-TDS-cпектры исследуемых и референсных образцов проанализированы с помощью преобразования Фурье в диапазоне 0-2.5 ТГц. В спектре поглощения параформальдегида наблюдаются два слабых максимума при 1.20 и 1.66 ТГц, для метальдегида - только один отчетливый максимум при 1.83 ТГц. Значительные различия между спектрами поглощения параформальдегида и метальдегида могут быть использованы в качестве “отпечатков пальцев” для идентификации этих веществ. Исследована взаимосвязь между средними коэффициентами поглощения и массовыми концентрациями и построена зависимость среднего поглощения от массовой концентрации для параформальдегида и метальдегида. Средний коэффициент поглощения параформальдегида линейно зависит от натурального логарифма массовой концентрации. Для метальдегида имеет место более простая линейная зависимость между средним коэффициентом поглощения и массовой концентрацией. Различие спектров поглощения параформальдегида и метальдегида в ТГц области позволяет применять THz-TDS для обнаружения и количественной оценки содержания этих двух альдегидов и уменьшения опасности, вызываемой этими веществами.

Предложен новый способ определения толщины слоев при рентгенофлуоресцентном анализе двухслойных систем Ti/V с использованием простых в изготовлении унифицированных пленочных слоев, получаемых напылением титана на подложку из пленки полимера. Рассчитаны поправочные коэффициенты, учитывающие уровень ослабления интенсивности первичного излучения рентгеновской трубки и аналитической линии элемента нижнего слоя в верхнем слое и усиления интенсивности флуоресценции верхнего слоя излучением атомов нижнего.

Методы спектроскопии комбинационного рассеяния, отражения света видимого, ИК и УФ диапазонов, а также рентгеновской (XRF) использованы для характеризации черного искусственно выращенного таитянского жемчуга, а также разновидностей этого жемчуга, полученных при γ-облучении или колорировании жемчуга нитратом серебра или органическими красителями. Спектры КР показывают, что главным компонентом данных типов жемчуга является арагонит. С использованием КР-спектроскопии на длине возбуждения 514 нм для черного таитянского жемчуга обнаружены характеристические полосы в диапазоне 1100-1700 см^-1. Данные полосы связаны с наличием различных органических компонентов, в том числе конхиолина и других черных биологических пигментов. Положение максимумов в спектрах других видов жемчуга, цвет которых обусловлен наличием органических красителей, варьируется в зависимости от вида органического красителя. Это позволяет идентифицировать таитянский жемчуг, а также жемчуга с наличием органического красителя. Спектры отражения обнаруживают линии 408, 497 и 700 нм, обусловленные наличием порфирина и других черных пигментов. Спектры обработанных красителем черных морских жемчужин показали максимумы поглощения при 216, 261, 300 и 578 нм. При обработке морской жемчужины γ-излучением полоса поглощения 261 нм исчезает, что свидетельствует о деградации конхиолина. Рентгеновская спектроскопия показала присутствие серебра на поверхности окрашенной серебристым нитратом жемчужины.

Методами атомно-адсорбционной спектроскопии, хромато-масс-cпектрометрии, гамма-спектрометрии и сканирующей электронной микроскопии исследованы состав и физико-химические свойства нефтяных отложений, образовавшихся в трубопроводе при транспортировке нефти Азербайджанских месторождений. Показано, что до 20 % отложений составляют парафины, смолы и другие тяжелые фракции нефти, ~80 % отложений - асфальтены и механические примеси (соединения Fe, S, Mn, Ca, Si). Содержание полициклических ароматических углеводородов и радионуклидов находится в пределах допустимой нормы, а некоторых тяжелых металлов превышает допустимую норму до 1000 раз. Эти данные можно использовать в управлении отходами транспортировки нефти по трубопроводам.

Для выбора оптимальных длин волн для измерения методом спектроскопии поглощения разработан метод на основе генетического алгоритма (GA) и оптимизации роя частиц (PSO). Оценено изменение оптимальных длин волн для образцов с различными свойствами и размерами. Для определения количества оптимальных длин волн использован метод Монте-Карло. Для проверки алгоритма вычислены спектры в диапазоне 200-1000 нм, которые сопоставлены с измеренными данными рассеяния стандартных частиц.

Предложена методология идентификации генетически модифицированного сахарного тростника, основанная на использовании терагерцовой спектроскопии и хемометрии, а также линейного дискриминантного анализа (LDA), векторного дискриминантного анализа (SVM-DA) и метода частичных наименьших квадратов (PLS-DA). Получено, что лучшие результаты дает PLS-DA, позволяющий идентифицировать вещество с 98% вероятностью. Показано, что терагерцовая спектроскопия и хемометрия - мощный инструмент, позволяющий различать генетически и негенетически модифицированный сахарный тростник.

Изучение движения толпы является важной практической задачей, решение которой использовано в системах видеонаблюдения для предотвращения различных чрезвычайных ситуаций. В общем случае группа людей, движущихся с большой скоростью, представляет больший интерес, чем группа неподвижных или передвигающихся с низкой скоростью людей. Предлагается новый метода анализа движения толпы по видеопоследовательности, основанный на интегральном оптическом потоке. Определены несколько характеристик движущейся толпы, такие как плотность, скорость движения, направление движения, симметрия, индекс входа/выхода. Эти характеристики использованы для дальнейшего анализа видеосцены.

Экспериментально исследовано излучение на выходе из полупроводникового лазерного модуля, которое представляет собой коллимированный световой пучок. Распределение интенсивности в поперечном сечении данного пучка не обладает аксиальной симметрией бесконечного порядка и изменяется в зависимости от продольной координаты. Проведено экспериментальное сравнение пространственного распределения интенсивности в световых полях, сформированных посредством конической линзы (аксикона) из излучения гелий-неонового лазера и полупроводникового лазерного модуля. Предложены критерии для объективной численной оценки качества бесселевых световых пучков нулевого порядка и проведены пробные расчеты параметров качества бесселевых световых полей, сформированных аксиконом из излучения полупроводникового лазерного модуля и гелий-неонового лазера.

На основе новых сополимеров азобензолсодержащих мономеров с октилметакрилатом созданы регистрирующие среды для поляризационной голографии и исследованы их электрофизические и информационные свойства. Показана возможность усиления дифракционной эффективности голограмм в этих средах во внешнем электрическом поле, созданном зарядкой свободной поверхности полимерной пленки в коронном разряде. Эффект усиления дифракционной эффективности больше в случае сополимера, в котором азобензольные фрагменты имеют больший дипольный момент.

Практически показана эффективность привлечения дополнительной информации о величине оптического пропускания при решении обратной задачи эллипсометрии минимизационным методом для допированных и недопированных оловом пленок In₂O₃ на подложках Al₂O₃ (012). Этот подход позволяет однозначно определять толщину и показатель преломления тонких пленок с шероховатой поверхностью. Проведено сравнение результатов решения обратной задачи в рамках одно-, двух- и многослойной моделей, при этом последняя позволяет наилучшим образом описать экспериментальные данные и получить корректные параметры образцов. Зависимости свойств исследуемых пленок, полученных при различных режимах магнетронного напыления, найденные с использованием вышеописанных методов и моделей, не противоречат общим представлениям о формировании пленок данного материала.

Теоретически изучены параметры спин-гамильтониана и локальные структуры удлиненных 3d⁹ кластеров ионов Cu²⁺ в стеклах xK₂SO₄-(50 - x)Na₂SO₄-50ZnSO₄ с различными концентрациями K₂SO₄. Концентрационные зависимости параметров спин-гамильтониана обусловлены уменьшением по параболическому закону кубического полевого параметра Dq, фактора редукции орбитального момента k, относительного тетрагонального растяжения τ и поляризационной константы k с ростом x. Найдено, что группы [CuO₆]^10- подвергаются значительным удлинениям (на ~17 %) из-за эффекта Яна-Теллера. Рассчитанные кубические полевые расщепления и параметры спин-гамильтониана при различных концентрациях хорошо согласуются с экспериментальными данными.

Наночастицы Fe₃O₄ модифицированы тетраэтоксисиланом с образованием наночастиц (НЧ) Fe₃O₄/SiO₂, после чего к ним добавлены 3-аминопропил- и 3-тиолпропил-триэтоксисилан, чтобы внедрить NH₂- и SH-группы на поверхность наночастиц Fe₃O₄/SiO₂. Затем на их поверхности дополнительно размещались НЧ Au посредством электростатической адсорбции NH₂ и Au-S. В результате получены состоящие из ядра и оболочки стабильные магнитные НЧ Fe₃O₄/SiO₂/Au, которые исследованы методами просвечивающей электронной микроскопии (TEM) и энергодисперсионного рентгеновского анализа. Синтезированные НЧ соединены с тетродотоксин-антителами (Ab) и использованы как КР-активный субстрат (Fe₃O₄/SiO₂/Au-Ab), где в качестве КР-метки выступают меченные родамином B (RhB) тетродотоксин-антитела (Ab-RhB). При соединении этих реагентов с тетродотоксином (TTX) генерируется сандвич-комплекс [Fe₃O₄/SiO₂/Au-Ab···TTX···Ab-RhB], обусловленный специфическими взаимодействиями антиген-антитело. Полученный иммунокомплекс отделяли внешним магнитным полем и концентрировали в точечную гранулу, которая при лазерном воздействии давала сильный сигнал, характерный для RhB. Обнаружено, что логарифм интенсивности сигнала пропорционален концентрации TTX с пределом обнаружения 0.01 мкг/мл и диапазоном линейности детектирования ~0.01-0.5 мкг/мл. Разработанный метод обладает повышенной чувствительностью обнаружения и не требует сложных процедур традиционного центрифугирования, колонного разделения и инкубации, что обеспечивает быстрое обнаружение тетродотоксина.

Исследована генерация гармоник высокого порядка атомом гелия, обусловленная асимметричным полем среднего ИК диапазона, создаваемым металлической наноструктурой. Обнаружено, что вследствие асимметричного усиления лазерного излучения в пространстве может наблюдаться не только расширение области отсечки гармоник, но и излучение одиночной гармоники, обусловленное вкладом одной короткой квантовой траектории. Путем соответствующего добавления терагерцового управляющего импульса область гармонической отсечки может быть дополнительно расширена вплоть до сверхширокой 1208 эВ полосы с усилением интенсивности до двух порядков величины. За счет правильного наложения гармоник может быть получена последовательность изолированных импульсов длительностью 33 ас с энергией фотонов от 123 эВ (10 нм) до 1256 эВ (1 нм).

Исследованы фрагменты двух парфюмерных флаконов, относящихся к эллинистическому и римскому периодам, а также пяти браслетов римского, византийского и османского периодов, найденных в 2000 г. при археологических раскопках в Энезе. Образцы проанализированы методами комбинационного микрорассеяния, ИК-фурье и энергодисперсионной рентгенофлуоресцентной спектроскопии с целью получения древней технологии производства стекла и определения химического состава основных компонентов и красящих элементов изделий. Все образцы можно охарактеризовать как натриево-известково-силикатные стекла с низким содержанием магнезии, цвет которых определяется ионами металлов. Согласно оценкам, температура плавления всех исследуемых стекол примерно одинакова (»1000^oC).

Исследовано влияние легирования бором (B) на результаты измерений с помощью высокоразрешающей рентгеновской дифракции (HXRD). 12 образцов пленок Si_1-xGe_x эпитаксиально выращены на кремниевых Si (100) подложках разной толщины с различной концентрацией германия (Ge) при наличии и без добавок бора. Для измерения концентрации добавки B, содержания Ge, деформации и толщины слоев использованы методы масс-спектроскопии вторичных ионов (SIMS) и HXRD. Результаты SIMS свидетельствуют об отсутствии B в двух образцах. В остальных образцах концентрация бора [B] = 8.40´10¹⁸-8.7´10²⁰ атомов/см³ при содержании [Ge] = 13.3-55.2 ат.%. Согласно HXRD-измерениям, толщина слоев составляет 7.07-108.13 нм при [Ge] = 12.82-49.09 ат.%. Разница в концентрации Ge, измеренной методами SIMS и HXRD, зависит от легирования бором. Для беспримесных образцов различие составляет ~0.5 ат.% и увеличивается с добавкой B, но не линейно. Для сильнолегированного бором (8.7´10²⁰ атомов/см³) образца разница в концентрации Ge 7.11 ат.%. Легирование бором влияет на структуру Si_1-xGe_x, вызывая изменения постоянной решетки, и создает деформации растяжения, сдвигая пики Si_1-xGe_x к пикам подложки Si (100) в дифрактограммах HXRD. В результате правило Вегарда не действует, и это сильно влияет на измерения методом HXRD. Сравнение симметричных (004) и асимметричных (+113, +224) обратных пространственных отображений (RSM) показывает небольшое различие концентрации Ge в нелегированных и слаболегированных образцах. Однако для сильнолегированных образцов Si_1-xGe_x изменение достигает 0.21 ат.%. В данных по RSM (+113) наблюдается небольшое уширение пика SiGe при увеличении содержания примеси B, что свидетельствует о незначительной деформации кристалла.

Спектроскопия лазерно-индуцированной плазмы применена для количественного анализа содержания Ca, Mg, и K в корнях Angelica pubescens Maxim. f. biserrata Shan et Yuan, используемого в медицине. Для построения калибровочных моделей при проведении анализа методами внешнего стандарта и искусственных нейронных сетей выбраны спектральные линии Ca II 317.993 нм, Mg I 517.268 нм и K I 769.896 нм. Коэффициенты линейной корреляции рассчитанных и стандартных концентраций, определенныe методом искусственных нейронных сетей, для шести образцов составили 0.9896, 0.9945 и 0.9911 для Ca, Mg и K, соответственно, что лучше, чем при использовании метода внешнего стандарта. Для выбранных шести образцов метод нейронных сетей позволил также получить более точные по сравнению с методом внешнего стандарта данные для средней и максимальной относительной ошибки, средних относительных стандартных отклонений и верхнего предела относительных стандартных отклонений расчетных концентраций Ca, Mg и K. Установлено, что при количественном анализе содержания Ca, Mg и K в корнях Angelica pubescens метод искусственных нейронных сетей превосходит по характеристикам метод внешнего стандарта.

Обоснована возможность совместного применения терагерцовой спектроскопии с временным разрешением (THz-TDS) с хемометрическими методами для идентификации ядовитых и неядовитых растений. Спектры ядовитого (гельземия) и двух неядовитых растений (японской айвы и фикуса Хирта) получены в диапазоне 0.2-1.4 ТГц с помощью THz-TDS-системы. Для выделения признаков использован метод главных компонент (PCA). Точность прогноза классификации предложенным методом 97.78-100%.