Kvantové efekty v nanodiamantech a jejich uplatnění v nano/bio fotonice a detekci organických molekul

Abstrakt:
Přelom 20. a 21. století je svědkem intenzivního zájmu o uhlíkové nanostruktury. Významným příkladem jsou zejména luminiscenční nanodiamantové částice, které mají pro svou biokompatibilitu značný aplikační potenciál v oblasti medicíny. Luminiscenčních center v nanodiamantových systémech je celá řada a jsou tvořena různými poruchami. Pomocí iontové implantace a žíhání lze připravit centra obsahující dusík (přirozený kontaminant diamantu) s mřížkovou vakancí (NV0/NV- centra), Ni, Cr/N, Si a Ni/S.
V prvé části semináře bude popsán a diskutován vliv stavu povrchu nanodiamantové částice (oxidovaný/hydrogenovaný povrch) na luminiscenci NV center. Povrchový potenciál totiž může ovlivnit luminiscenční odezvu systému do té míry, že nanodiamantové částice s NV centry mohou být využity k tvorbě in vivo/in vitro funkčních biosenzorů.
V druhé části budou prezentovány výsledky ab-initio modelování aplikačně významných parametrů nanodiamantových částic jako jsou rozdíly v délce excitačně emisního procesu mezi luminiscenčními centry obsahujícími kovové a nekovové atomy či vliv chemického stavu a úpravy povrchu nanočástic na optické vlastnosti dusíkových center.
Na závěr budou v širším kontextu diskutovány perspektivy dalšího výzkumu a aplikací nanodiamantových částic a vrstev v sekci 2 ve FZU.