Glass-metal nanocomposites with planar waveguides for biosensor applications

Abstract At the present time, optical properties of media containing nanoparticles (NPs) of noble metals is a subject of large number of studies [1]. The possibility of light excitation of localized surface plasmon resonance (LSPR) in metal NPs radically changes properties of dielectric media, due to optical absorption of visible range. The spectral position of LSPR can be controlled by modifying parameters of nanocomposite, giving a possibility to use this kind of media in device applications. Considerable attention is also drawn to nonlinear properties of such composites, particularly due to its high-speed nonlinear response Presented paper concerns the development of biosensor platform based on silver nanoparticles, synthesized in glasses of two types: in UV irradiated photo-thermo-refractive glasses and in sodium-borosilicate glasses treated in water atmosphere. Glasses with silver nanoparticles are good candidates for creation of biosensors employing the phenomenon of LSPR effect with planar waveguides circuits for excitation and for detection of plasmon resonance shift Two methods of creation of optical waveguides are examined such as thermal diffusion and ionexchange. The exploitation of planar waveguides in subsurface region allows inputting the light into the sensible part of the glass and facilitates the registration of the optical response of the glass. Two methods of optical waveguide creation are examined: by thermal diffusion and ionexchange. The configuration of localized surface plasmon resonance based biosensor is presented and discussed. The immobilization scheme of D-galactose/D-glucose binding protein on the glass is also presented

Atomic ordering and bond relaxation in optical spectra of self-organized InP/GaInP2 Wigner molecule structures

A.M.M., D.V.L., and A.S.V. acknowledge the support of the Russian Science Foundation Grant No. 19-19-00246. K.G.B., M.V.R., and A.A.T. acknowledge the financial support of the Russian Foundation for Basic Research (Project No. 18-02-01212). This research was also enabled by the Science Foundation Ireland under Grant Nos. 15/IA/2864, 12/RC/2276, 12/RC/2276-P2, and 18/US/3512, and the Northern Ireland Department for the Economy (Grant No. USI-140). A.B.N. acknowledges support from EPSRC grant no. EP/R023751/1.We used transmission electron microscopy, Raman, and photoluminescence spectroscopy to identify the effect of CuPt-type GaP-InP atomic ordering (AO) on the structural and emission properties of self-organized (SO) InP/GaInP2 Wigner molecule (WM) quantum dot (QD) structures. We found that the correlation of AO and SO growth results in the formation of InP/GaInP2 QD/AO-domain (QD/AOD) core-shell composites. This observation shows that intrinsic WMs in this system emerge due to a strong piezoelectric field generated by AODs, which induces QD doping and a built-in magnetic field. We found that the bond relaxation of AODs leads to a decrease in the emission energy of WMs of 80 meV. The photoluminescence spectra of single WMs having an emission energy ∼1.53 eV are presented here, the lowest one reported for this system.Publisher PDFPeer reviewe

МОНИТОРИНГ И БЕЗОПАСНОСТЬ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ СОВРЕМЕННОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ

The article describes the monitoring system and environmental safety in the production of modern electronic equipment. Measures to protect the environment and the problems of displaying information on the screen of the operator are considered.В статье описывается, система мониторинга и экологическая безопасность при производстве современной электронной аппаратуры. Рассматриваются меры по защите окружающей среды и проблемы отображения информации на экране монитора оператора

Будівельні матеріали та вироби на основі шлаків силікомарганцю

Raising of problem. Currently of particular relevance was given to the matter of introduction in manufacture of building materials and products, resource-saving techniques and technologies; integrated use of raw materials and materials that prevent or significantly reduce their harmful impact on the environment. This allows you to recycle hundreds of thousands of tons of the fiery liquid slags of silicon manganese and to develop effective structural materials that can replace metals, non-metallic building materials of natural origin, concretes, cast stone, plastics and refractories. Purpose. The study of the structure and properties of building materials and products from electric furnace slag of silicon manganese. Conclusion. Slags from the smelting of silicon manganese are classified as acidic. Their lime factor is in the range of 0.47–0.52. The composition of the slag located in the heterogeneous region SiO2 near the line of separation of cristobalite spread to the crystallization of wollastonite, according to the ternary system MnO-CaO-SiO2, which in consideration of their stability, allows the development of technology of building materials (gravel, sand, granulated slag, etc.) and products (foundation blocks, road slabs, containers for transportation and storage of hazardous waste, and others).Постановка проблемы. В настоящее время особую актуальность приобрели вопросы внедрения в производство строительных материалов и изделий ресурсосберегающих видов техники и технологии; комплексного использования сырья и материалов, исключающие или существенно снижающие их вредное воздействие на окружающую среду. Это позволяет утилизировать сотни тысяч тонн огненножидких шлаков силикомарганца и разработать эффективные конструкционные материалы, способные заменить металлы, нерудные строительные материалы естественного происхождения, бетоны, каменное литье, пластмассы и огнеупоры. Цель статьи — изучение структуры и свойств строительных материалов и изделий из шлаков электропечного силикомарганца. Выводы. Шлаки от выплавки силикомарганца относятся к категории кислых. Модуль их основности находится в пределах 0,47–0,52. Состав шлака расположен в ликвационной области SiO2 вблизи линии выделения кристобалита с распространением в область кристаллизации волластонита, согласно тройной системе МnО‑СаО‑SiO2, что, учитывая их стабильность, позволяет разработать технологии производства строительных материалов (щебня, песка, гранулированных шлаков и др.) и изделий (фундаментных блоков, дорожных плит, контейнеров для перевозки и хранения опасных отходов и др.).Постановка проблеми. Наразі особливої актуальності набули питання впровадження у виробництво будівельних матеріалів та виробів ресурсозберігальних видів техніки і технології; комплексного використання сировини і матеріалів, що виключають або істотно знижують їх шкідливий вплив на навколишнє середовище. Це дозволяє утилізувати сотні тисяч тонн вогнянорідких шлаків силікомарганцю і розробити ефективні конструкційні матеріали, здатні замінити метали, нерудні будівельні матеріали природного походження, бетони, кам'яне лиття, пластмаси і вогнетриви. Мета статті — вивчення структури та властивостей будівельних матеріалів і виробів із шлаків електропічного силікомарганцю. Висновки. Шлаки від виплавки силікомарганцю належать до категорії кислих. Модуль їх основності перебуває в межах 0,47–0,52. Склад шлаку знаходиться в лікваційній області SiO2 поблизу лінії виділення кристобаліту з поширенням в область кристалізації воластоніту, згідно з потрійною системою МnО‑СаО‑SiO2, що, з огляду на їх стабільність, дозволяє розробити технології виробництва будівельних матеріалів (щебеню, піску, гранульованих шлаків та ін.) і виробів (фундаментних блоків, дорожніх плит, контейнерів для перевезення і зберігання небезпечних відходів та ін.)

Low temperature epitaxial growth of GaP on Si by atomic-layer deposition with plasma activation

International audienc

Light Emitting Devices Based on Quantum Well-Dots

We review epitaxial formation, basic properties, and device applications of a novel type of nanostructures of mixed (0D/2D) dimensionality that we refer to as quantum well-dots (QWDs). QWDs are formed by metalorganic vapor phase epitaxial deposition of 4–16 monolayers of InxGa1−xAs of moderate indium composition (0.3 < x < 0.5) on GaAs substrates and represent dense arrays of carrier localizing indium-rich regions inside In-depleted residual quantum wells. QWDs are intermediate in properties between 2D quantum wells and 0D quantum dots and show some advantages of both of those. In particular, they offer high optical gain/absorption coefficients as well as reduced carrier diffusion in the plane of the active region. Edge-emitting QWD lasers demonstrate low internal loss of 0.7 cm−1 and high internal quantum efficiency of 87%. as well as a reasonably high level of continuous wave (CW) power at room temperature. Due to the high optical gain and suppressed non-radiative recombination at processed sidewalls, QWDs are especially advantageous for microlasers. Thirty-one μm in diameter microdisk lasers show a high record for this type of devices output power of 18 mW. The CW lasing is observed up to 110 °C. A maximum 3-dB modulation bandwidth of 6.7 GHz is measured in the 23 μm in diameter microdisks operating uncooled without a heatsink. The open eye diagram is observed up to 12.5 Gbit/s, and error-free 10 Gbit/s data transmission at 30 °C without using an external optical amplifier, and temperature stabilization is demonstrated