Control of the surface plasmon dispersion and Purcell effect at the metamaterial-dielectric interface

The use of metamaterial as a way to mitigate the negative effects of absorption in metals on the Purcell effect in metal-dielectric structures is investigated. A layered metal-dielectric structure is considered as an anisotropic medium in the long-wavelength limit. The dispersion of the surface plasmon appearing at the boundary between such a structure and a different dielectric material, as well as the position of the peak in the local density of states are studied for various combinations of materials and filling factors of the periodic structure. The calculated frequency dependence of the Purcell factor demonstrates an increase in peak value compared to the conventional plasmonic structure. The results obtained using effective media approach are compared to the results of numerical modelling.Peer reviewe

Virtual In Silico PCR in Two-Dimensional Format as a Tool for Elucidating Phylogenetic Relationship in Allopolyploid Forms with Wheats and Their Wild Relatives Aegilops Used as an Example

Определение природных доноров трех субгеномов BAD мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.) имеет большое значение в целях разработки технологий по дальнейшему усовершенствованию данной культуры. До сегодняшнего дня остаются открытыми некоторые вопросы происхождения субгеномов B и A мягкой пшеницы, тогда как донором субгенома D считается Aegilops tauschii подвид strangulata. Для установления видов- доноров субгеномов полиплоидных форм активно применяется сравнение нуклеотидных последовательностей различных генов, а также фрагментов повторяющейся ДНК, что позволяет строить филогенетические древа. Однако в этом случае в анализ берется лишь одна или несколько генетических систем или локусов. Предложенное нами геномное штрихкодирование, не привязанное к какой-либо генетической системе, имеет преимущество, поскольку in silico RAPD-анализ «находит» одинаковые по размеру участки сразу всего генома, делая как бы его полный «срез». Для оценки филогенетического родства разных видов пшеницы использовали метод виртуального мультиплексного RAPD-анализа с 20 ундекамерными праймерами, что позволило создать геномные штрихкоды этих видов, сопровождаемые двумерными картами, составленными для отдельных хромосом анализируемой пшеницы. Предложенный метод компьютерного анализа геномов показал, что T. aestivum субгеном D и Ae. tauschii весьма схожи между собой, что подтверждает их общее происхождение. В случае с донорами субгеномов А и В такие однозначные выводы сделать не удалось, что, возможно, связано с более древним объединением этих субгеномов в тетраплоидной пшенице и накоплением за это время большего количества мутацийIdentification of natural donors of three bread wheat (Triticum aestivum L.) BAD subgenomes is of great importance for developing technologies aimed at improving this crop. The question about the species and subspecies of the wheat–Aegilops alliance serving as donors of the B and A subgenomes remains unanswered, while the Aegilops tauschii subspecies of strangulata is considered as a donor of the D subgenome. To identify the donor species of subgenomes of polypoid forms, the comparison of the nucleotide sequences of various genes, as well as fragments of repetitive DNA, is performed to construct phylogenetic trees. In that case, however, only one or a few genetic systems or loci are taken into analysis. The genomic barcoding proposed by the authors, which is not tied to any genetic system, has an advantage, since in silico RAPD analysis «finds» fragments matching in size in the entire genome, making, as it were, a complete «slice» of it. To estimate the phylogenetic relationship of different wheat species, we used the method of virtual multiplex RAPD analysis with 20 undecamer primers, which made it possible to create genomic barcodes of these species and compile two- dimensional maps for individual chromosomes of the analyzed wheat species. The proposed method of computer analysis of genomes showed that T. aestivum subgenome D and Ae. tauschii are very similar to each other, which may indicate their common origin. No such definite conclusions could be drawn about the donors of subgenomes A and B, which is probably due to the more ancient association of these subgenomes in tetraploid wheat and the accumulation of a larger number of mutations over this tim

Approach to high quality GaN lateral nanowires and planar cavities fabricated by focused ion beam and metal-organic vapor phase epitaxy

We have developed a method to fabricate GaN planar nanowires and cavities by combination of Focused Ion Beam (FIB) patterning of the substrate followed by Metal Organic Vapor Phase Epitaxy (MOVPE). The method includes depositing a silicon nitride mask on a sapphire substrate, etching of the trenches in the mask by FIB with a diameter of 40 nm with subsequent MOVPE growth of GaN within trenches. It was observed that the growth rate of GaN is substantially increased due to enhanced bulk diffusion of the growth precursor therefore the model for analysis of the growth rate was developed. The GaN strips fabricated by this method demonstrate effective luminescence properties. The structures demonstrate enhancement of spontaneous emission via formation of Fabry-Perot modes.Funding Agencies|Russian Science Foundation [16-12-10503]; H2020 project INDEED</p