The role of magnetic component of a strong light field in electrostrictive effect

Electrostriction forces during laser ablation have been studied both theoretically and experimentally. The components of electroctrostriction force for inhomogeneous electromagnetic field near a substrate were proposed to be taken similarly to those in gases within nonresonant spectral region. Nonzero Lorentz force in standing light wave was found to be responsible for different morphology of the nanostructured surface as compared to etching the transient substrate. Our experiments were performed using the femtosecond laser focused on polished glass and Al-coated glass surfaces. The treated surfaces were studied using atomic force microscopy with the spatial resolution of 30 nm. Nanoscale patterning of the etched surface spots was explained in the frames of theoretical modeling. Possible spatial locations of electrostriction force components in the Gauss profile laser beam have been also discussed

Ellipsometry and optical spectroscopy of low-dimensional family TMDs

Here, we report a comprehensive study of fundamental optical properties of two-dimensional materials. These properties have been ascertained using spectroscopic ellipsometry, optical spectroscopy of Raman scattering, and photoluminescence. We have focused on optical properties of the chemically exfoliated layered TMDs: MoS2, MoSe2, WS2, and WSe2. The complex refractive index and optical conductivity within the region 1 to 4.5 eV were extracted, which lead to identification of many unique interband transitions at high symmetry points in the electron band structure. The positions of the so-called A and B excitons in monolayers are found to shift upwards in energy as compared with those of the bulk form and have smaller separation because of the decreased interactions between the layers. For monolayer TMDs, the valence-band spin-orbit splitting at the K point was estimated from the energy difference between the A and B exciton peaks. Our findings of the spin-orbit coupling of 0.16, 0.26, 0.37, and 0.55 eV in monolayers MoS2, MoSe2, WS2, and WSe2, respectively. All these findings not only extend our understanding the novel electronic structures of mono- and few-layers TMDs but also provide foundation for future technological applications of optoelectronic and spintronic device components

Вплив нуклеїнових кислот на окислення та фотолюмінесценцію поруватого кремнію

В роботі здійснювалася модифікація поверхні поруватого кремнію водними розчинами нуклеїнових кислот та вивчався вплив такої модифікації на інтенсивність його фотолюмінесценції. Показано, що обробка поруватого кремнію водними розчинами нуклеїнових кислот призводить до зростання інтенсивності його фотолюмінесценції, причому для ДНК зміни є більшими ніж для РНК (гомополімер полі(А)). За допомогою інфрачервоної спектроскопії було виявлено, що в присутності нуклеїнових кислот на поверхні кремнію формується значно більша кількість зв’язків Si-O ніж в дистильованій воді. Встановлено, що концентрація молекулярного кисню в розчині ДНК слабо впливає на фотолюмінесценцію поруватого кремнію, в той час як опромінення оброблених розчинами ДНК зразків поруватого кремнію видимим світлом сприяє зростанню інтенсивності його фотолюмінесценції. Стимульований нуклеїновими кислотами ефект зростання фотолюмінесценції поруватого кремнію пояснюється потоншенням кремнієвого скелету, в результаті чого згідно з квантово-розмірною моделлю його фотолюмінесценції, ймовірність випромінювальних переходів зростає. Причиною цього може бути підсилення процесів розчинення і, особливо, окиснення кремнію в водному розчині нуклеїновими кислотами. Були запропоновані два шляхи впливу нуклеїнових кислот на зазначені процеси. По-перше, підсилення корозії поруватого кремнію поліаніонами, якими є нуклеїнові кислоти у водному розчині. По-друге, підвищена концентрація активних форм кисню в водних розчинах нуклеїнових кислот, генерація яких відбувається під впливом видимого світла. Останнє вважається основною причиною окислення поруватого кремнію. Представлені результати роботи можуть бути корисними для створення біосенсорів на основі поруватого кремнію.In this work, porous silicon surface was modified by aqueous solutions of nucleic acids and the effect of such modification on the porous silicon photoluminescence was studied. The treatment of porous silicon with the nucleic acid solutions was found to cause an increase in the photoluminescence intensity, the change being greater with DNA rather than RNA (homopolymer poly(A)). By means of infrared spectroscopy, it was found that the number of Si-O bonds at the silicon surface after treatment by nucleic acid solutions is much higher than that after treatment by distilled water. It is found that the porous silicon photoluminescence weakly depends on the concentration of the molecular oxygen in the DNA solution. At the same time, illumination of the DNA-treated porous silicon samples by the visible light enhances the porous silicon photoluminescence intensity. Nucleic acid stimulated increase in the porous silicon photoluminescence is attributed to thinning of the silicon skeleton, which, according to the quantum-size model of photoluminescence, leads to a radiative transition probability increase. The thinning could be related to enhancement of dissolution and, to a greater extent, to oxidation of porous silicon in aqueous solution by the nucleic acids. The effect of nucleic acids in aqueous solutions on the porous silicon modification was assumed to be twofold. Firstly, nucleic acids, being polyanions in aqueous solutions, can enhance the corrosion of porous silicon by water. Secondly, an increased concentration of reactive oxygen species is generated in aqueous solutions of nucleic acids under visible light illumination. The latter is supposed to be the main reason of porous silicon oxidation. The results of the work can be useful for the development of PSbased biosensors