The objectives of this efforts was to develop spectroscopic ellipsometry method for investigation of optical properties: (i) of multi-layered nanostructures used for Bovine leukaemia virus glycoprotein gp51 recognition, (ii) nanostructures consisting of monomeric (mGCSF) and dimeric (dGCSF) granulocyte colony stimulating factor and its receptor (GCSF-R) and (iii) Al2O3/ZnO nanolaminates designed by atomic layer deposition method. In particular, focusing on the investigation of: • biological recognition layers of immunosensors by means of comparison of analytical sensitivities of ellipsometric parameters Δ and Ψ in order to estimate differences in orientation of immobilized intact- and fragmented-antibodies against bovine leukemia virus antigen gp51; • the kinetics of biosensing layer formation, which was based on the immobilization of fragmented and intact antibodies, kinetics of antigen interaction with the immobilized antibodies and interactions of monomeric (mGCSF) and dimeric (dGCSF) granulocyte colony stimulating factor and its receptor (GCSF-R) immobilized on a thin gold layer; • kinetic coefficients of monomolecular biological layer formation process using model which takes into consideration partial reversibility (residence time) effect; • optical constants of Al2O3 and ZnO monolayer as well as Al2O3/ZnO nanolaminates prepared by atomic layer deposition method in order to investigate possibilities to apply these nanolaminates for optical biosensors. / Spektroskopinės elipsometrijos metodas išvystytas ir pritaikytas (i) daugiasluoksnių nanostruktūrų, skirtų galvijų leukemijos viruso (GLV) antigeno gp51 aptikimui, (ii) nanostruktūrų, sudarytų iš monomerinio ir dimerinio granuliocitų kolonijas stimuliuojančio faktoriaus bei jų receptoriaus ir (iii) Al2O3/ZnO nanolaminatų, pagamintų atominių sluoksnių nusodinimo metodu, optinių savybių tyrimams • Tiriant elipsometrinių parametrų Δ ir Ψ jautrumą biojutikliuose, sudarytuose iš biologiškai aktyvių sluoksnių, nustatyti biomolekulių orientacijos skirtumai tarp sluoksnių, sudarytų iš imobilizuotų skaldytų ir neskaldytų antikūnų prieš GLV antigeną. • Ištirti biologiškai aktyvūs sluoksniai, sudaryti iš imobilizuotų skaldytų ir neskaldytų antikūnų prieš GLV antigeną sąveikos su antigenu gp51 ir granuliocitų kolonijas stimuliuojančio faktoriaus (GCSF) receptoriaus imobilizuoto ant aukso paviršiaus, sąveikos su GCSF monomeru ir dimeru formavimosi kinetikos. • Pritaikant modelį, įskaitantį negrįžtamos imobilizacijos reiškinį, nustatytos monomolekulinių biologinių sluoksnių iš antikūnų prieš GLV ir antigeno gp51 bei GCSF ir jo receptoriaus formavimosi kinetinės konstantos. • Nustatytos Al2O3 ir ZnO sluoksnių bei Al2O3/ZnO nanolaminatų, suformuotų naudojant atominių sluoksnių nusodinimo metodą, optines konstantos ir ištirtos galimybes šias struktūras panaudoti biojutikliuose.

Tirta ErMnO3 optinės savybės: apskaičiuotos dielektrinių skvarbų spektrinės priklausomybės, optinių šuolių energijos, lūžio ir sugerties rodikliai. Tyrimai atlikti elipsometru, dielektrinė funkcija apskaičiuojama pagal vienašio kristalo modelį. / Manganites have attracted a lot of attention due to their magnetical properties: colossal magnetoresistance, variety of phase, but the optical properties of ErMnO3 were not widely investigated. Investigation of optical properties of ErMnO3 single crystal were studie by means of ellipsometry method. Ellipsometric studies have been carried out in the spectral range of 1- 5 eV. The photimetric ellipsometer with rotating analyzer was used. Experimental ellipsometer data were analysed in the isotropical and uniaxial crystal models. The optical properties of ErMnO3 were investigated: ellipsometric parameters Ψ and Δ were determinated, the components of dielectric function and energy of optical transition were found, calculated refractive and absorption indexs.

Pastarąjį dešimtmetį, intensyviai vystantis nanotechnologijoms, ženkliai išaugo technologinių metodų, įgalinančių suformuoti darinius, kuriuose elementų dydžiai būtų tarp 1 ir 100 nm, paieška. Šiai specifinei nanostruktūrinių medžiagų grupei skiriamas ypatingas dėmesys dėl naujų fizikinių reiškinių ir ypač - praktinių taikymų, kuriuos atveria šie dariniai. Šiame darbe aptariamos elektrocheminės technologijos, skirtos kontroliuojamos morfologijos porėtojo silicio formavimui. Suformuoti hibridiniai por-Si dariniai su metalais. Sukurta biomolekulių įterpimo į porėtuosius silicio darinius technologija bei tirta biomolekulių sąveika su kietakūniais padėklais. Nagrinėjami GaP nanodarinių formavimo elektrocheminio ėsdinimo būdu dėsningumai bei jų taikymo galimybės dujų sensoriuose. Įsisavinta nanoporėtųjų dielektrinių terpių ir hibridinių nanodarinių formavimo technologija bei tirtos jų savybės. / Over the past decade, the intensive development of nanotechnology was made to increase significantly the number of methods to form the structures of a size between 1 and 100 nm. It should be emphasized that nanostructured materials are interesting both because of perspectives in practical applications and new physical phenomena. In this work the electrochemical technique for the control of morphology of porous silicon matrix developed. Hybrid por-Si structures with metals were made. The method for infiltration of biomolecules into the porous silicon structures was developed and the interaction between silicon and bio-molecules was investigated. GaP nanostructures were formed by electrochemical etching and the possibilities of their application for gas sensors were estimated. Nanoporous and Fe-doped silica films on Si were made and the developed structures were characterized by their structural, optical or magnetic properties.

Over the past decade, the intensive development of nanotechnology was made to increase significantly the number of methods to form the structures of a size between 1 and 100 nm. It should be emphasized that nanostructured materials are interesting both because of perspectives in practical applications and new physical phenomena. In this work the electrochemical technique for the control of morphology of porous silicon matrix developed. Hybrid por-Si structures with metals were made. The method for infiltration of biomolecules into the porous silicon structures was developed and the interaction between silicon and bio-molecules was investigated. GaP nanostructures were formed by electrochemical etching and the possibilities of their application for gas sensors were estimated. Nanoporous and Fe-doped silica films on Si were made and the developed structures were characterized by their structural, optical or magnetic properties. / Pastarąjį dešimtmetį, intensyviai vystantis nanotechnologijoms, ženkliai išaugo technologinių metodų, įgalinančių suformuoti darinius, kuriuose elementų dydžiai būtų tarp 1 ir 100 nm, paieška. Šiai specifinei nanostruktūrinių medžiagų grupei skiriamas ypatingas dėmesys dėl naujų fizikinių reiškinių ir ypač - praktinių taikymų, kuriuos atveria šie dariniai. Šiame darbe aptariamos elektrocheminės technologijos, skirtos kontroliuojamos morfologijos porėtojo silicio formavimui. Suformuoti hibridiniai por-Si dariniai su metalais. Sukurta biomolekulių įterpimo į porėtuosius silicio darinius technologija bei tirta biomolekulių sąveika su kietakūniais padėklais. Nagrinėjami GaP nanodarinių formavimo elektrocheminio ėsdinimo būdu dėsningumai bei jų taikymo galimybės dujų sensoriuose. Įsisavinta nanoporėtųjų dielektrinių terpių ir hibridinių nanodarinių formavimo technologija bei tirtos jų savybės.

Pagrindinis disertacijos tikslas – optinio ZnMgRE (RE = Y, Ho, Er) kvazikristalų atsako tyrimais atskleisti jų elektroninės posistemės ypatumus. Disertaciją sudaro eksperimentiniai rentgeno-difrakciniai (XRD) ir optiniai spektroskopiniai tyrimai, kvazikristalų elektroninės posistemės modelio konstravimas ir teorinis jų optinio atsako aprašymas. Atliktais eksperimentiniais XRD tyrimais buvo siekiama atskleisti kvazikristalų atvirkštinės gardelės vektorius, apibrėžiančius potencinį kvazikristalinį lauką, veikiantį į elektroninę posistemę. Optiniai spektroskopiniai tyrimai buvo atlikti kombinuotu spektroskopinės elipsometrijos ir atspindžio spektroskopijos metodu, paremtu darbe pasiūlyta inkaro lango duomenų analizės schema. Naudotas spektroskopinių tyrimų metodas įgalino atskleisti patikimus ZnMgRE optinio laidumo spektrus plačioje, 0.01 – 6 eV, spektrinėje srityje. Darbe išplėstas ZnMgRE elektronų posistemės modelis, kuris anksčiau buvo pasiūlytas kvazikristalų fotoemisinio atsako analizei. Nepriklausomų Fermi paviršiaus sankirtų su Bragg’ų plokštumomis schema formuluota išplėstiniame juostiniame atvaizdavime. Teorinė optinio laidumo skaičiavimų schema, anksčiau pasiūlyta kristalinių junginių optinio laidumo skaičiavimams, šiame darbe išplėsta įskaitant įvairias Fermi lygmens padėtis pseudotarpo atžvilgiu. Teoriniai ZnMgRE optinio laidumo skaičiavimai, atlikti darbe pasiūlyto elektroninės posistemės modelio rėmuose, detaliai atkartoja eksperimentinius optinio laidumo spektrus... [toliau žr. visą tekstą] / The main goal of the dissertation was to reveal the electronic structure of ZnMgRE (RE = Y, Ho, Er) quasicrystals by investigations of their optical response. The thesis comprises experimental X-ray diffraction (XRD) and optical spectroscopy studies of the quasicrystals, a construction of their electron subsystem model, and a theoretical description of their optical response. The XRD studies were carried out to determine the reciprocal quasicrystalline lattice vectors, which define the atomic potential field acting on an electron subsystem. The optical spectroscopy studies were carried out by the combined spectroscopic ellipsometry and reflectance spectroscopy technique, based on a suggested anchor-window method. High-accuracy ZnMgRE optical conductivity spectra were recorded in the wide, 0.01 – 6 eV, spectral range. The model of ZnMgRE electron energy spectrum, previously suggested for an interpretation of experimental ZnMgRE photoemission spectra, was developed. The nearly-free-electron gas model of independent intersections was formulated in the extended zone presentation. A scheme of the theoretical optical conductivity calculations was extended to account for various positions of the Fermi level with respect to a pseudogap. The experimental ZnMgRE optical conductivity spectra can be reproduced in detail by theoretical calculations performed within the framework of the suggested electron energy spectrum model. The set of the electron energy spectrum parameters determined... [to full text]

The main goal of the dissertation was to reveal the electronic structure of ZnMgRE (RE = Y, Ho, Er) quasicrystals by investigations of their optical response. The thesis comprises experimental X-ray diffraction (XRD) and optical spectroscopy studies of the quasicrystals, a construction of their electron subsystem model, and a theoretical description of their optical response. The XRD studies were carried out to determine the reciprocal quasicrystalline lattice vectors, which define the atomic potential field acting on an electron subsystem. The optical spectroscopy studies were carried out by the combined spectroscopic ellipsometry and reflectance spectroscopy technique, based on a suggested anchor-window method. High-accuracy ZnMgRE optical conductivity spectra were recorded in the wide, 0.01 – 6 eV, spectral range. The model of ZnMgRE electron energy spectrum, previously suggested for an interpretation of experimental ZnMgRE photoemission spectra, was developed. The nearly-free-electron gas model of independent intersections was formulated in the extended zone presentation. A scheme of the theoretical optical conductivity calculations was extended to account for various positions of the Fermi level with respect to a pseudogap. The experimental ZnMgRE optical conductivity spectra can be reproduced in detail by theoretical calculations performed within the framework of the suggested electron energy spectrum model. The set of the electron energy spectrum parameters determined... [to full text] / Pagrindinis disertacijos tikslas – optinio ZnMgRE (RE = Y, Ho, Er) kvazikristalų atsako tyrimais atskleisti jų elektroninės posistemės ypatumus. Disertaciją sudaro eksperimentiniai rentgeno-difrakciniai (XRD) ir optiniai spektroskopiniai tyrimai, kvazikristalų elektroninės posistemės modelio konstravimas ir teorinis jų optinio atsako aprašymas. Atliktais eksperimentiniais XRD tyrimais buvo siekiama atskleisti kvazikristalų atvirkštinės gardelės vektorius, apibrėžiančius potencinį kvazikristalinį lauką, veikiantį į elektroninę posistemę. Optiniai spektroskopiniai tyrimai buvo atlikti kombinuotu spektroskopinės elipsometrijos ir atspindžio spektroskopijos metodu, paremtu darbe pasiūlyta inkaro lango duomenų analizės schema. Naudotas spektroskopinių tyrimų metodas įgalino atskleisti patikimus ZnMgRE optinio laidumo spektrus plačioje, 0.01 – 6 eV, spektrinėje srityje. Darbe išplėstas ZnMgRE elektronų posistemės modelis, kuris anksčiau buvo pasiūlytas kvazikristalų fotoemisinio atsako analizei. Nepriklausomų Fermi paviršiaus sankirtų su Bragg’ų plokštumomis schema formuluota išplėstiniame juostiniame atvaizdavime. Teorinė optinio laidumo skaičiavimų schema, anksčiau pasiūlyta kristalinių junginių optinio laidumo skaičiavimams, šiame darbe išplėsta įskaitant įvairias Fermi lygmens padėtis pseudotarpo atžvilgiu. Teoriniai ZnMgRE optinio laidumo skaičiavimai, atlikti darbe pasiūlyto elektroninės posistemės modelio rėmuose, detaliai atkartoja eksperimentinius optinio laidumo spektrus... [toliau žr. visą tekstą]