Защитные информационные маркеры на основе квантовых точек CdSe/ZnS

• Автор: Златов, Андрей Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 107 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Общие понятия о квантовых точках

1.2. Методы синтеза квантовых точек

1.3. Оптические свойства квантовых точек

1.4. Квантовые точки СбБе^пБ

1.5. Существующие решения для создания защитных и защитноинформационных маркеров

1.6. Использование квантовых точек для создания защитноинформационных люминесцентных маркеров

Выводы по главе

ГЛАВА 2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1. Объект исследования
2.2. Установки для исследования оптических характеристик квантовых точек
2.3. Исследование температурных зависимостей
2.4. Кодирование информации в маркере на основе квантовых точек
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК КВАНТОВЫХ ТОЧЕК СББЕ/гЩ
3.1. Исследование спектральных характеристик люминесцентных маркеров на основе квантовых точек СбБе^пБ
3.2. Исследование влияния экспонирования УФ излучением люминесцентных маркеров на основе квантовых точек СбБе/^пБ на интенсивность их люминесценции
3.3. Исследование влияния температуры на оптические характеристики люминесцентных маркеров на основе квантовых точек
3.4. Исследование влияния матрицы-носителя на оптические характеристики люминесцентных маркеров на основе квантовых точек
Выводы по главе
4. УСТРОЙСТВО ПЕЧАТИ ЗАЩИТНО-ИНФОРМАЦИОННЫХ
ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ МАРКЕРОВ НА ОСНОВЕ КВАНТОВЫХ ТОЧЕК
5. СПЕКТРАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ЗАЩИТНОИНФОРМАЦИОННЫХ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ МАРКЕРОВ НА ОСНОВЕ КВАНТОВЫХ ТОЧЕК

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ
Проведенные в данной диссертационной работе исследования и полученные разработки относятся к актуальной области развития нанотехнологий, соответствуют приоритетному направлению развития науки, технологий и техники в Российской Федерации - «Индустрия наносистем».
В настоящее время люминесцентные маркеры широко применяются для аппаратурной идентификации объектов различного назначения. В качестве люминофоров в маркерах обычно используют люминесцирующие органические красители и микрочастицы, легированные ионами редких земель. Такие люминофоры обладают рядом существенных недостатков, существенно ограничивающих потенциальные возможности применения люминесцентных маркеров, которые могут быть преодолены при использовании в качестве люминофоров полупроводниковых нанокристаллов - квантовых точек (КТ). Благодаря эффектам размерного квантования оказывается возможным целенаправленно управлять оптическими параметрами КТ, что открывает возможности создания на их основе материалов и элементов фотоники с уникальными оптическими свойствами, недостижимыми для объемных материалов. В настоящее время КТ широко применяются в биологических и медицинских приложениях для решения задач идентификации различных элементов биологических структур и контроля хода биохимических реакций [1-10]. КТ обладают огромным потенциалом при их использовании в качестве люминофора для маркирования широкого круга объектов, включая музейные ценности, документы, взрывчатые вещества, различные предметы и товары для их идентификации и учета, определения подлинности и защиты от несанкционированного воспроизведения или перемещения [11-17]. Для реализации представляющихся возможностей практического использования

с выходным напряжением ЗОВ и током ЗООмА, стеклянной плоскопараллельной пластинки размером 70x70 мм с нанесенным на одну из поверхностей токопроводящим прозрачным покрытием, температурных датчиков Dallas 18В20 и компьютерной программы, созданной в программной среде LabVIEW 8.2. Температурные датчики Dallas 18В20 обладают встроенным 12-битным аналого-цифровым преобразователем, который позволяет производить измерение температуры с шагом до 0,0625 °С и точностью 0,5°С даже на большом удалении управляющего микроконтроллера от объекта. Комплекс содержит два обязательных и шесть дополнительных температурных датчиков - один датчик для измерения температуры исследуемого образца, один аварийный датчик для экстренного прекращения процесса нагрева в случае перегрева объектива микроскопа и шесть датчиков для измерения температуры в различных дополнительных точках. При комнатной температуре 25°С приставка позволяет производить нагрев исследуемого образца до температуры 110°С и стабилизировать температуру на образце с точностью +/-0,25°С. Для связи с компьютером, питания микроконтроллера и температурных датчиков используется USB-UART мост на основе микросхемы Silicon Labs СР2102. Электрическая схема содержит два конденсатора по 470мкФ для обеспечения стабильного питания микроконтроллера и температурных датчиков, упомянутый выше полевой транзистор КТ972А для управления нагревом стеклянной пластинки, 8 сопротивлений номиналом 4,3кОм, необходимые для корректной работы линий связи с температурными датчиками. Все используемые компоненты недороги и широко распространены.
Приставка работает следующим образом. После установки образца и температурных датчиков на стеклянную пластинку с токопроводящим слоем и запуска компьютерной программы пользователь задает необходимую температуру. Сразу после запуска компьютерная программа по протоколу RS-232 устанавливает связь с микроконтроллером, используя для этого USB-UART мост и с частотой 2 Гц производит обмен данными с