Взаимодействие света и вещества в оптических микрорезонаторах привлекает большое внимание благодаря возможностям использования этого эффекта для создания источников единичных фотонов и в биосенсорике. Оптические микрорезонаторы на основе пористого кремния (pSiMC) дешевы в изготовлении, а возможность контролирования их параметров при электрохимическом травлении «под заказ» делает их подходящими для использования в оптоэлектронных и сенсорных устройствах.
Однако, изготовление pSiMC остается сложной задачей из-за большого количества переменных, а их добротность (способность удерживать свет внутри резонатора) редко превышает 100.
В Центре Нано-Фотон разработана технология контролируемого изготовления pSiMC, сочетающая теоретическое моделирование и экспериментальную валидацию параметров микрорезонаторов для усиления взаимодействия света и вещества.
Этот подход привел к изготовлению pSiMC с двукратно увеличенными добротностями, а теоретическое моделирование предсказывает возможность еще большего увеличения этого параметра. Кроме того, встраивание флуорофоров в оптимизированные pSiMC приводит к почти 6-кратному сужению их спектров флуоресценции и усилению флуоресцентного сигнала, связанному с усилением взаимодействия света и вещества.
Предложенная технология обеспечивает точное моделирование микрорезонаторов с параметрами, необходимыми для разработки источников единичных фотонов и тех областей сенсорики, где требуются повышенные спектральное разрешение и эффективность люминесценции.
Выполненная работа опубликована в высокорейтинговом журнале Nanomaterials.
Исследование выполнено при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ (соглашение/грант № 075-15- 2025-609), руководитель проекта - профессор Николай Каргин.
