RU172624U1 - ATOMICALLY POWER MICROSPOPE PROBE WITH PROGRAMMABLE DYNAMICS OF CHANGING THE SPECTRAL PORTRAITS OF A RADIATING ELEMENT OF A DOPED QUANTUM POINTS OF THE NUCLEAR SHELL STRUCTURE - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована в зондовой сканирующей микроскопии и атомно-силовой микроскопии для диагностирования и исследования наноразмерных структур. Согласно полезной модели кантилевер соединен с электропроводящей зондирующей иглой, вершина которой продета в одну сквозную нанопору полимерной сферы, содержащей равномерно распределенный по ее поверхности упорядоченный массив ранжированных по диаметру сквозных нанопор с конусообразными входами, заполненных безызлучательными и излучательными квантовыми точками структуры ядро-оболочка с калиброванными интервалами времени флуоресценции, с различными дискретными спектрами излучения и различными интервалами времени излучения, с помощью комбинации сочетаний которых программируется общий пакет спектральных портретов излучения и их последовательность. Техническим результатом является возможность одновременного сочетания электромагнитного мультиволнового с программируемой динамикой изменения спектров излучения воздействия с измерением характеристик электрического сигнала на это стимулирующее воздействие в одной общей точке поверхности объекта диагностирования без влияния на соседние участки. 6 ил.The utility model relates to measuring technique and can be used in probe scanning microscopy and atomic force microscopy to diagnose and study nanoscale structures. According to a utility model, the cantilever is connected to an electrically conductive probe needle, the tip of which is threaded into one through nanopore of the polymer sphere, containing an ordered array of through nanopores with cone-shaped inputs that are uniformly distributed over its surface and are filled with nonradiative and radiative quantum dots of the core-shell structure with calibrated intervals fluorescence time, with various discrete emission spectra and various radiation time intervals, with by the power of combination combinations of which a common package of spectral radiation portraits and their sequence are programmed. The technical result is the possibility of simultaneous combination of the electromagnetic multi-wave with programmable dynamics of the change in the emission spectra of the action with the measurement of the characteristics of the electrical signal on this stimulating effect at one common point on the surface of the diagnostic object without affecting neighboring areas. 6 ill.

Description

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована в зондовой сканирующей микроскопии и атомно-силовой микроскопии для диагностирования и исследования наноразмерных структур.The utility model relates to measuring technique and can be used in probe scanning microscopy and atomic force microscopy to diagnose and study nanoscale structures.

Известен зонд атомно-силового микроскопа с нанокомпозитным излучающим элементом, легированным квантовыми точками структуры ядро-оболочка, включающий кантилевер с электропроводящей зондирующей иглой, соединенной за счет продевания ее вершины с трением, на расстояние, равное максимальной глубине исследуемых наноколодцев, в одну из нанометровых сквозных пор стеклянной сферы, покрытой защитным прозрачным слоем, сквозные нанометровые поры которой заполнены квантовыми точками структуры ядро-оболочка, внешний источник возбуждения квантовых точек (патент RU 2541419 С1, 10.02.2015 G01Q 60/24, B82Y 1/00. Зонд атомно-силового микроскопа с нанокомпозитным излучающим элементом, легированным квантовыми точками структуры ядро-оболочка./Линьков В.А., Вишняков Н.В., Литвинов В.Г.).A probe of an atomic force microscope with a nanocomposite emitting element doped with quantum dots of the core-shell structure, including a cantilever with an electrically conductive probe needle connected by threading its apex with friction, is known to a distance equal to the maximum depth of the studied nanowells, into one of the nanometer through pores a glass sphere coated with a protective transparent layer, the through nanometer pores of which are filled with quantum dots of the core-shell structure, an external source of quantum excitation dots (patent RU 2541419 C1, 02/10/2015 G01Q 60/24, B82Y 1/00. Probe of an atomic force microscope with a nanocomposite emitting element doped with quantum dots of a core-shell structure. / Linkov VA, Vishnyakov N.V. ., Litvinov V.G.).

Недостатком известного технического решения является отсутствие возможности одновременного сочетания электромагнитного мультиволнового с программируемой динамикой изменения спектра излучения воздействия с измерением характеристик электрического отклика на это стимулирующее воздействие в одной общей точке поверхности объекта диагностирования без влияния на соседние участки.A disadvantage of the known technical solution is the lack of the possibility of simultaneously combining the electromagnetic multi-wave with programmable dynamics of the change in the spectrum of the exposure radiation with measuring the characteristics of the electrical response to this stimulating effect at one common point on the surface of the diagnostic object without affecting neighboring areas.

Наиболее близким по технической сущности является зонд атомно-силового микроскопа с нанокомпозитным излучающим элементом, легированным квантовыми точками структуры ядро-оболочка, включающий кантилевер с электропроводящей зондирующей иглой, соединенной за счет продевания ее вершины с трением, на расстояние, равное максимальной глубине исследуемых наноколодцев, в одну из нанометровых сквозных пор полимерной сферы, покрытой защитным прозрачным слоем, сквозные нанометровые поры которой заполнены квантовыми точками структуры ядро-оболочка, внешний источник возбуждения квантовых точек (патент на полезную модель RU 140007 U1, 27.04.2014 G01Q 60/24, Зонд атомно-силового микроскопа с нанокомпозитным излучающим элементом, легированным квантовыми точками структуры ядро-оболочка/Линьков В.А., Вишняков Н.В., Литвинов В.Г.)The closest in technical essence is a probe of an atomic force microscope with a nanocomposite emitting element doped with quantum dots of the core-shell structure, including a cantilever with an electrically conductive probe needle, connected by threading its apex with friction, to a distance equal to the maximum depth of the studied nanowells, one of the nanometer through pores of the polymer sphere coated with a protective transparent layer, the through nanometer pores of which are filled with quantum dots of the core-shell structure glasses, external source of excitation of quantum dots (patent for utility model RU 140007 U1, 04/27/2014 G01Q 60/24, Probe of an atomic force microscope with a nanocomposite emitting element doped with quantum dots of a core-shell structure / Linkov VA, Vishnyakov N .V., Litvinov V.G.)

Недостатком известного технического решения является отсутствие возможности одновременного сочетания электромагнитного мультиволнового с программируемой динамикой изменения спектра излучения воздействия с измерением характеристик электрического отклика на это стимулирующее воздействие в одной общей точке поверхности объекта диагностирования без влияния на соседние участки.A disadvantage of the known technical solution is the lack of the possibility of simultaneously combining the electromagnetic multi-wave with programmable dynamics of the change in the spectrum of the exposure radiation with measuring the characteristics of the electrical response to this stimulating effect at one common point on the surface of the diagnostic object without affecting neighboring areas.

Отличие предлагаемого технического решения от выше изложенных заключается в использовании программируемого нанокомпозитного излучающего элемента в виде полимерной сферы, содержащей равномерно распределенный по ее поверхности ранжированный массив групп последовательно изменяющих свой диаметр сквозных нанопор с конусообразными входами, упорядоченно заполненных безызлучательными квантовыми точками структуры ядро-оболочка и излучательными квантовыми точками структуры ядро-оболочка с калиброванными интервалами времени флуоресценции, с ранжированными дискретными длинами волн и временными интервалами флуоресценции, образующие, в свою очередь, управляющий объектом диагностирования пакет кодовых комбинаций с точечным воздействием в виде набора спектров определенных длин волн, излучаемых в определенные интервалы времени, в совокупности образующие динамически изменяющиеся программируемые спектральные портреты излучения.The difference between the proposed technical solution and the foregoing is the use of a programmable nanocomposite radiating element in the form of a polymer sphere containing a ranked array of groups of consecutively varying through diameter nanopores with cone-shaped inlets uniformly distributed over its surface, orderly filled with non-radiative quantum dots of the core-shell structure and radiative quantum core-shell structure points with calibrated fluorescence time intervals with ranked discrete wavelengths and time intervals of fluorescence, which, in turn, form a packet of code combinations with a point action in the form of a set of spectra of certain wavelengths emitted at certain time intervals, which together form dynamically changing programmable spectral portraits of radiation .

Техническим результатом является возможность одновременного сочетания электромагнитного мультиволнового с программируемой динамикой изменения спектра излучения воздействия с одновременным измерением характеристик сигнала электрического отклика на это стимулирующее воздействие в одной общей точке поверхности объекта диагностирования без влияния на соседние участки.The technical result is the possibility of combining the electromagnetic multi-wave with the programmable dynamics of the change in the spectrum of the exposure radiation while measuring the characteristics of the signal of the electrical response to this stimulating effect at one common point on the surface of the diagnostic object without affecting neighboring areas.

Технический результат предложенной полезной модели достигается совокупностью существенных признаков, а именно: зонд атомно-силового микроскопа с программируемой динамикой изменения спектральных портретов излучающего элемента, легированного квантовыми точками структуры ядро-оболочка, включающий кантилевер, соединенный с электропроводящей зондирующей иглой, вершина которой продета через одну из сквозных нанопор полимерной сферы, остальные сквозные нанопоры которой заполнены без выхода их оболочек за периметр полимерной сферы квантовыми точками структуры ядро-оболочка, покрытыми с внешней стороны защитным слоем, внешний электромагнитный источник возбуждения квантовых точек структуры ядро-оболочка, полимерная сфера содержит равномерно распределенный по ее поверхности массив, состоящий из более чем двух ранжированных по диаметру наноразмерных групп сквозных нанопор с конусообразными входами с равным количеством сквозных нанопор с конусообразными входами одинакового диаметра в каждой наноразмерной группе, квантовые точки структуры ядро-оболочка с калиброванными интервалами времени флуоресценции, геометрические параметры которых ранжированы по наноразмерным группам, а излучательные параметры по флуоресцентно-временным подгруппам, безызлучательные квантовые точки структуры ядро-оболочка, имеющие диаметры, равные диаметрам используемых квантовых точек структуры ядро-оболочка с калиброванными интервалами времени флуоресценции, общее количество безызлучательных квантовых точек структуры ядро-оболочка в сумме с квантовыми точками структуры ядро-оболочка с калиброванными интервалами времени флуоресценции равно количеству заполненных ими сквозных нанопор с конусообразными входами, число наноразмерных групп которых равно максимальному количеству используемых дискретных длин волн, максимальное количество ранжированных интервалов времени излучения которых равно количеству используемых флуоресцентно-временных подгрупп квантовых точек структуры ядро-оболочка с калиброванными интервалами времени флуоресценции, которые вложены в соответствующие их диаметру сквозные нанопоры с конусообразными входами, причем программируемая комбинация сочетаний диаметров квантовых точек структуры ядро-оболочка с калиброванными интервалами времени флуоресценции и безызлучательных квантовых точек структуры ядро-оболочка, вложенных в соответствующие их диаметру сквозные нанопоры с конусообразными входами, определяет последовательность сочетаний излучаемых в определенные интервалы времени и не излучаемых дискретных длин волн, в совокупности формирующих заданную последовательность спектральных портретов излучения зонда атомно-силового микроскопа с программируемой динамикой изменения спектральных портретов излучающего элемента, легированного квантовыми точками структуры ядро-оболочка.The technical result of the proposed utility model is achieved by a set of essential features, namely: an atomic force microscope probe with programmable dynamics of changing spectral portraits of a radiating element doped with quantum dots of a core-shell structure, including a cantilever connected to an electrically conductive probe needle, the tip of which is threaded through one of through nanopores of the polymer sphere, the remaining through nanopores of which are filled without leaving their shells beyond the perimeter of the polymer sphere quantum core points of the core-shell structure, covered with a protective layer on the outside, an external electromagnetic source of excitation of quantum dots of the core-shell structure, the polymer sphere contains an array uniformly distributed over its surface, consisting of more than two through-sized nanoscale groups of through nanopores with cone-shaped inputs with an equal number of through nanopores with cone-shaped inputs of the same diameter in each nanoscale group, the quantum dots of the core-shell structure are calibrated fluorescence time intervals, the geometric parameters of which are ranked by nanoscale groups, and the radiative parameters by fluorescence-time subgroups, nonradiative quantum dots of the core-shell structure, having diameters equal to the diameters of the used quantum dots of the core-shell structure with calibrated fluorescence time intervals, total nonradiative quantum dots of the core-shell structure in total with quantum dots of the core-shell structure with calibrated time intervals the change in fluorescence is equal to the number of through nanopores with cone-shaped inputs filled by them, the number of nanoscale groups of which is equal to the maximum number of discrete wavelengths used, the maximum number of ranked emission time intervals of which is equal to the number of used fluorescence-time subgroups of quantum dots of the core-shell structure with calibrated fluorescence time intervals, which are embedded in through nanopores with conical inlets corresponding to their diameter, and the program the mummable combination of diameters of quantum dots of the core-shell structure with calibrated time intervals of fluorescence and nonradiative quantum dots of the core-shell structure embedded in the through nanopores with cone-shaped inputs corresponding to their diameter determines the sequence of combinations of radiated discrete wavelengths at certain time intervals, together forming a given sequence of spectral portraits of the radiation of a probe of an atomic force microscope with programs Rui dynamic changes of spectral portraits radiating element doped quantum dot core-shell structure.

Сущность изобретения поясняется на фиг. 1, где представлен зонд атомно-силового микроскопа с программируемой динамикой изменения спектральных портретов излучающего элемента, легированного квантовыми точками структуры ядро-оболочка (выносной элемент А представлен на фиг. 2).The invention is illustrated in FIG. 1, where a probe of an atomic force microscope with programmable dynamics of changing spectral portraits of a radiating element doped with quantum dots of a core-shell structure is represented (the remote element A is shown in Fig. 2).

На фиг. 2 представлен выносной элемент А (10:1) в увеличенном масштабе и в разрезе, поясняющий конструкцию зонда атомно-силового микроскопа с программируемой динамикой изменения спектральных портретов излучающего элемента, легированного квантовыми точками структуры ядро-оболочка.In FIG. Figure 2 shows an extension element A (10: 1) on an enlarged scale and in section, illustrating the construction of a probe of an atomic force microscope with programmable dynamics of changes in the spectral portraits of a radiating element doped with quantum dots of a core-shell structure.

На фиг. 3 приведены схематические изображения сопрягаемых поверхностей квантовой точки структуры ядро-оболочка и сквозной нанопоры с конусообразным входом и их допусковые отклонения геометрических размеров, не нарушающие повторяемости спектральных портретов при тиражировании зондов.In FIG. Figure 3 shows schematic images of the mating surfaces of the quantum dot of the core-shell structure and the through nanopore with a cone-shaped entrance and their tolerances of geometric dimensions that do not violate the frequency of spectral portraits when replicating probes.

На фиг. 4 приведены примерные временные характеристики флуоресценции квантовых точек структуры ядро-оболочка с калиброванными интервалами времени флуоресценции, допусковые отклонения их параметров и их кодировка, используемая при программировании излучающего элемента.In FIG. Figure 4 shows the approximate fluorescence temporal characteristics of quantum dots of the core-shell structure with calibrated fluorescence time intervals, tolerances of their parameters and their coding used when programming the emitting element.

На фиг. 5 приведено схематическое изображение пошагового программирования сквозных нанопор с конусообразными входами излучающего элемента квантовыми точками структуры ядро-оболочка с калиброванными интервалами времени флуоресценции при использовании технологической донорской матрицы.In FIG. Figure 5 shows a schematic depiction of step-by-step programming of through nanopores with cone-shaped inputs of a radiating element by quantum dots of a core-shell structure with calibrated fluorescence time intervals using a technological donor matrix.

На фиг. 6 приводится трехмерный график, поясняющий динамику процесса изменения спектральных портретов в зависимости от сочетаний, ранжированных по параметрам квантовых точек структуры ядро-оболочка с калиброванными интервалами времени флуоресценции, введенных при программировании в излучающий элемент.In FIG. Figure 6 is a three-dimensional graph explaining the dynamics of the process of changing spectral portraits depending on combinations ranked according to the parameters of quantum dots of the core-shell structure with calibrated fluorescence time intervals introduced during programming into the radiating element.

Под используемым в тексте словосочетанием «наноразмерная группа» понимается следующее: наноразмерная группа Nn - это множество наносфер или сквозных нанопор с конусообразными входами, имеющих одинаковые номинальные размеры соответственно внешних и внутренних диаметров, где, n - порядковый номер наноразмерной группы, присвоенный по ранжиру в зависимости от возрастающих номинальных размеров диаметров элементов, образующих группу (например: N1, N2, …, Nn,). Наноразмерная группа Nn, включающая квантовые точки структуры ядро-оболочка с калиброванными интервалами времени флуоресценции, имеющие одинаковые наружные диаметры, состоит из нескольких флуоресцентно-временных подгрупп Мn с одинаковыми временными интервалами флуоресценции τ_n квантовых точек в каждой подгруппе, но с различными временными интервалами флуоресценции квантовых точек, входящими в соседние подгруппы.The phrase “nanoscale group” used in the text means the following: the nanoscale group Nn is a set of nanospheres or through nanopores with cone-shaped inputs having the same nominal dimensions, respectively, of the outer and inner diameters, where, n is the serial number of the nanoscale group assigned according to the ranking depending from increasing nominal sizes of diameters of elements forming a group (for example: N1, N2, ..., Nn,). The nanoscale group Nn, including quantum dots of the core-shell structure with calibrated time intervals of fluorescence, having the same outer diameters, consists of several fluorescence-time subgroups Mn with the same time intervals of fluorescence τ _n quantum dots in each subgroup, but with different time intervals of fluorescence points in neighboring subgroups.

Под используемым в тексте словосочетанием «флуоресцентно-временная подгруппа» понимается следующее: флуоресцентно-временная подгруппа Мn - это множество квантовых точек структуры ядро-оболочка с калиброванными интервалами времени флуоресценции, имеющие одинаковые геометрические размеры и одинаковые интервалы времени флуоресценции, где n - порядковый номер флуоресцентно-временной подгруппы, присвоенный по ранжиру возрастания дискретных величин интервалов времени флуоресценции квантовых точек структуры ядро-оболочка (n = 0, 1, 2, …, n-1).The phrase “fluorescence-time subgroup” used in the text means the following: the fluorescence-time subgroup Mn is a set of quantum dots of the core-shell structure with calibrated fluorescence time intervals having the same geometric dimensions and the same fluorescence time intervals, where n is the fluorescence ordinal number -temporal subgroup assigned according to the ranking of increasing discrete values of the fluorescence time intervals of quantum dots of the core-shell structure (n = 0, 1, 2, ..., n-1).

Зонд атомно-силового микроскопа с программируемой динамикой изменения спектральных портретов излучающего элемента, легированного квантовыми точками структуры ядро-оболочка фиг. 1, состоит из: кантилевера 1, соединенного с электропроводящей зондирующей иглой 2, вершина которой продета через одну из сквозных нанопор полимерная сфера 3 со сквозными нанопорами с конусообразными входами 4, 6, 8, 10, 12, 14, заполненными квантовыми точками 5, 7, 9, 13, 15 структуры ядро-оболочка с калиброванными интервалами времени флуоресценции и безызлучательной квантовой точкой 11 структуры ядро-оболочка, возбуждение которых осуществляется внешним электромагнитным источником возбуждения квантовых точек структуры ядро-оболочка 16 (например, лазерным диодом), расположенным у основания кантилевера 1 с направлением излучения, ориентированным на центр полимерной сферы 3 со сквозными нанопорами с конусообразными входами, также на фиг. 1 представлен диагностируемый объект 17, размещенный на подложке 18 в момент соприкосновения его с электропроводящей зондирующей иглой 2 (элементы 4-15 приведены в увеличенном масштабе на фиг. 2).A probe of an atomic force microscope with programmable dynamics of changing spectral portraits of a radiating element doped with quantum dots of the core-shell structure of FIG. 1 consists of: a cantilever 1 connected to an electrically conductive probe needle 2, the tip of which is threaded through one of the through nanopores, the polymer sphere 3 with through nanopores with cone-shaped inputs 4, 6, 8, 10, 12, 14 filled with quantum dots 5, 7 , 9, 13, 15 of the core-shell structure with calibrated time intervals of fluorescence and a nonradiative quantum dot 11 of the core-shell structure, the excitation of which is carried out by an external electromagnetic source of excitation of quantum dots of the core-shell structure 16 (for example, laser polar diode) disposed at the base of the cantilever 1, with the direction of radiation, focused on the center of the sphere polymer with through nano-pores 3 with tapered entrances, as in FIG. 1 shows the diagnosed object 17 located on the substrate 18 at the moment of contact with the electrically conductive probe needle 2 (elements 4-15 are shown on an enlarged scale in Fig. 2).

На выносном элементе А (10:1) фиг. 2 представлены элементы в разрезе, где электропроводящая зондирующая игла 2; полимерная сфера со сквозными нанопорами с конусообразными входами 3; сквозная нанопора с конусообразным входом 4 и вложенная в нее квантовая точка структуры ядро-оболочка с калиброванным интервалом времени флуоресценции 5 второй флуоресцентно-временной подгруппы с диаметром, входящим в первую наноразмерную группу; сквозная нанопора с конусообразным входом 6, в одну из которых вложена квантовая точка структуры ядро-оболочка с калиброванным интервалом времени флуоресценции 7 первой флуоресцентно-временной подгруппы, с диаметром, входящим во вторую наноразмерную группу, а в другую сквозную нанопору с конусообразным входом 6, также входящей во вторую наноразмерную группу, продета вершина электропроводящей зондирующей иглы 2; сквозная нанопора с конусообразным входом 8 и вложенная в нее квантовая точка структуры ядро-оболочка с калиброванным интервалом времени флуоресценции 9 четвертой флуоресцентно-временной подгруппы с диаметром, входящим в третью наноразмерную группу; сквозная нанопора с конусообразным входом 10 и вложенная в нее безызлучательная квантовая точка структуры ядро-оболочка 11 нулевой флуоресцентно-временной подгруппы с диаметром, входящим в четвертую наноразмерную группу; сквозная нанопора с конусообразным входом 12 и вложенная в нее квантовая точка структуры ядро-оболочка с калиброванным интервалом времени флуоресценции 13 четвертой флуоресцентно-временной подгруппы с диаметром, входящим в пятую наноразмерную группу; сквозная нанопора с конусообразным входом 14 и вложенная в нее квантовая точка структуры ядро-оболочка с калиброванным интервалом времени флуоресценции 15 третьей флуоресцентно-временной подгруппы с диаметром, входящим в шестую наноразмерную группу; внешний источник электромагнитного излучения для возбуждения квантовых точек структуры ядро-оболочка 16; объект диагностирования 17; подложка 18, на которой расположен объект диагностирования 17.On the extension element A (10: 1) of FIG. 2 shows elements in section, where the electrically conductive probe needle 2; polymer sphere with through nanopores with conical inlets 3; a through nanopore with a conical inlet 4 and a quantum dot of the core-shell structure embedded in it with a calibrated fluorescence time interval 5 of the second fluorescence-time subgroup with a diameter included in the first nanoscale group; a through nanopore with a conical inlet 6, one of which contains a quantum dot of the core-shell structure with a calibrated fluorescence time interval 7 of the first fluorescence-time subgroup, with a diameter included in the second nanoscale group, and another through nanopore with a conical inlet 6, also included in the second nanoscale group, the tip of the conductive probe needle 2 is threaded; a through nanopore with a conical inlet 8 and a quantum dot of the core-shell structure embedded in it with a calibrated fluorescence time interval 9 of the fourth fluorescence-time subgroup with a diameter included in the third nanoscale group; a through nanopore with a cone-shaped inlet 10 and a nonradiative quantum dot of the core-shell 11 structure embedded in it, a zero fluorescence-time subgroup with a diameter included in the fourth nanoscale group; a through nanopore with a cone-shaped inlet 12 and a quantum dot of the core-shell structure embedded in it with a calibrated fluorescence time interval of 13 of the fourth fluorescence-time subgroup with a diameter included in the fifth nanoscale group; a through nanopore with a conical inlet 14 and a quantum dot of the core-shell structure embedded in it with a calibrated fluorescence time interval 15 of the third fluorescence-time subgroup with a diameter included in the sixth nanoscale group; an external electromagnetic radiation source for exciting quantum dots of the core-shell structure 16; diagnostic object 17; substrate 18 on which the diagnostic object 17 is located.

Крупными сдвоенными параллельными стрелками на фиг. 2 указывается направление входящего импульсного электромагнитного излучения для возбуждения квантовых точек структуры ядро-оболочка с калиброванными интервалами времени флуоресценции λ0 и преобразованного по длине волны излучения f₁(λl, τ2), f₂(λ2, τ₁), f₃(λ3, τ₄), f₄(λ4, τ₀), f₅(λ5, τ₄), f₆(λ6, τ₃), где: λ1, λ2, λ3, λ4, λ5, λ6 - длина волны флуоресценции квантовых точек структуры ядро-оболочка с калиброванными интервалами времени флуоресценции соответственно первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого наноразмеров, где τ₀, τ₁, τ₂, τ₃, τ₄ ^_ интервалы времени флуоресценции квантовых точек структуры ядро-оболочка с калиброванным интервалом времени флуоресценции соответственно нулевой (безызлучательной), первой, второй, третьей и четвертой флуоресцентно-временными подгруппами.The large double parallel arrows in FIG. Figure 2 shows the direction of the incoming pulsed electromagnetic radiation to excite quantum dots of the core-shell structure with calibrated fluorescence time intervals λ0 and radiation converted to wavelengths f ₁ (λl, τ2), f ₂ (λ2, τ ₁ ), f ₃ (λ3, τ ₄ ), f ₄ (λ4, τ ₀ ), f ₅ (λ5, τ ₄ ), f ₆ (λ6, τ ₃ ), where: λ1, λ2, λ3, λ4, λ5, λ6 is the fluorescence wavelength of quantum dots of the structure the shell core with calibrated fluorescence time intervals, respectively, of the first, second, third, fourth, fifth, sixth nanoscale, where τ ₀ , τ ₁ , τ ₂ , τ ₃ , τ ₄ ^_ in fluorescence time intervals of quantum dots of the core-shell structure with a calibrated fluorescence time interval of zero (non-radiative), first, second, third and fourth fluorescence-time subgroups, respectively.

Сдвоенными параллельными перечеркнутыми чертой стрелками указывается отсутствие излучения с длиной волны, равной λ4. В данном примере она не генерируется вследствие вложения в сквозную нанопору с конусообразным входом конусообразную нанопору 10 безызлучательной квантовой точки 11 структуры ядро-оболочка нулевой флуоресцентно-временной подгруппы с интервалом времени флуоресценции То. равным нулю, на этапе программирования спектральных портретов полимерной сферы 3 со сквозными нанопорами с конусообразными входами согласно технического задания.The doubled parallel crossed out arrows indicate the absence of radiation with a wavelength equal to λ4. In this example, it is not generated due to embedding in a through nanopore with a cone-shaped input a cone-shaped nanopore 10 of a nonradiative quantum dot 11 of the core-shell structure of a zero fluorescence-time subgroup with a fluorescence time interval of To. equal to zero, at the stage of programming the spectral portraits of the polymer sphere 3 with through nanopores with cone-shaped inputs according to the technical specifications.

Мелкими стрелками на фиг. 2 указывается направление выходящего мультиволнового излучения F{λ_i, τ_i}, где i = 1, 2, …, n. F{λ_i, τ_i} = {f₁(λ1, τ2), f₂(λ2, τ₁), f₃(λ3, τ₄), f₄(λ4, τ₀), f₅(λ5, τ₄), f₆(λ6, τ₃)} - спектр излучения полимерной сферы 3 со сквозными нанопорами с конусообразными входами, образованный совокупным излучением всех квантовых точек структуры ядро-оболочка с калиброванными интервалами времени флуоресценции, динамически изменяющийся по времени.The small arrows in FIG. 2 indicates the direction of the emerging multi-wave radiation F {λ _i , τ _i }, where i = 1, 2, ..., n. F {λ _i , τ _i } = {f ₁ (λ1, τ2), f ₂ (λ2, τ ₁ ), f ₃ (λ3, τ ₄ ), f ₄ (λ4, τ ₀ ), f ₅ (λ5, τ ₄ ), f ₆ (λ6, τ ₃ )} is the emission spectrum of the polymer sphere 3 with through nanopores with cone-shaped inputs, formed by the total radiation of all quantum dots of the core-shell structure with calibrated fluorescence time intervals, dynamically changing in time.

На фиг. 3 приведены схематические изображения сопрягаемых поверхностей квантовой точки структуры ядро-оболочка и сквозной нанопоры с конусообразным входом и их допусковые отклонения геометрических размеров, не нарушающие повторяемости спектральных портретов при тиражировании зондов.In FIG. Figure 3 shows schematic images of the mating surfaces of the quantum dot of the core-shell structure and the through nanopore with a cone-shaped entrance and their tolerances of geometric dimensions that do not violate the frequency of spectral portraits when replicating probes.

На фрагменте А) (фиг. 3) приведены технические требования к допуску диаметра квантовых точек структуры ядро-оболочка наноразмерной группы Nn, который может колебаться на величину Δ от номинального размера dn-Δ в меньшую сторону, для осуществления сопряжения со сквозными нанопорами с конусообразными входами наноразмерной группы Nn.Fragment A) (Fig. 3) shows the technical requirements for the tolerance of the diameter of quantum dots of the structure of the core-shell of the nanoscale group Nn, which can fluctuate by a value Δ from the nominal size dn-Δ in a smaller direction, for interfacing with through nanopores with cone-shaped inputs nanoscale group Nn.

На фрагменте Б) (фиг. 3) приведены технические требования к диаметру сквозных нанопор с конусообразными входами наноразмерной группы Nn, где: схематически изображена сквозная нанопора с конусообразным входом, диаметр которой на глубине Н по осевой лини от основания конуса равен радиусу (1/2 диаметра) квантовой точки структуры ядро-оболочка, dn+Δ /2 наноразмерной группы Nn колеблется на величину Δ от номинального размера Dn+Δ в большею сторону для осуществления сопряжения с квантовыми точками структуры ядро-оболочка с калиброванным интервалом времени флуоресценции наноразмерной группы Nn.Fragment B) (Fig. 3) shows the technical requirements for the diameter of the through nanopores with cone-shaped inlets of the nanoscale group Nn, where: a through nanopore with a cone-shaped inlet, the diameter of which at a depth H along the axial line from the base of the cone is equal to the radius diameter) of a quantum dot of the core-shell structure, dn + Δ / 2 of the nanoscale group Nn fluctuates by a value Δ of the nominal size Dn + Δ upwards for pairing with quantum dots of the core-shell structure with a calibrated time interval the fluorescence of the nanoscale group Nn.

На фрагменте В) (фиг. 3) приведены выполненные технические требования сопряжения, предъявленные к паре, состоящей из квантовой точки 9 структуры ядро-оболочка с калиброванным интервалом времени флуоресценции (фрагмент фиг. 2), вложенной в сквозную нанопору с конусообразным входом 8, входящие в одну наноразмерную группу N3, где, представлена квантовая точка 9 структуры ядро-оболочка с калиброванным интервалом времени флуоресценции диаметром d3-Δ, вложенная в соответствующею нанопору диаметром D3+Δ без выхода оболочки квантовой точки за периметр поверхности полимерной сферы 3 со сквозными нанопорами с конусообразными входами. Стрелками показано соответственно входная длина волны возбуждения квантовой точки λ0 и функция преобразованной длины волны f₃(λ3, τ₄). Где d - номинальный размер наружного диаметра квантовой точки структуры ядро-оболочка с калиброванным интервалом времени флуоресценции; D - номинальный размер внутреннего диаметра сквозной нанопоры с конусообразным входам; n - номер наноразмерной группы; Δ - максимальный размер разбросов диаметров с учетом температурного дрейфа, при котором сохраняется достоверность повторяемости спектральных портретов (т.е. исключается попадание квантовой точки, относящейся к одной группе Nn, в нанопоры Nn-1 или Nn+1, относящиеся к другой рядом расположенной наноразмерной группе).Fragment B) (Fig. 3) shows the fulfilled conjugation specifications presented for a pair consisting of a quantum dot 9 of the core-shell structure with a calibrated fluorescence time interval (fragment of Fig. 2) embedded in a through nanopore with a conical inlet 8, included into one nanoscale group N3, where, a quantum dot 9 of the core-shell structure is presented with a calibrated fluorescence time interval of diameter d3-Δ embedded in the corresponding nanopore with diameter D3 + Δ without leaving the quantum dot shell surface of the polymer sphere with through nano-pores 3 with tapered entrances. The arrows indicate, respectively, the input wavelength of the excitation of the quantum dot λ0 and the function of the transformed wavelength f ₃ (λ3, τ ₄ ). Where d is the nominal size of the outer diameter of the quantum dot of the core-shell structure with a calibrated fluorescence time interval; D is the nominal size of the inner diameter of the through nanopore with cone-shaped inlets; n is the number of the nanoscale group; Δ is the maximum size of the variation in diameters, taking into account the temperature drift, at which the repeatability of the spectral portraits is preserved (i.e., the quantum dot belonging to one group Nn is excluded from the nanopores Nn-1 or Nn + 1 related to another adjacent nanoscale group).

На фиг. 4 приведены примерные временные характеристики флуоресценции квантовых точек структуры ядро-оболочка с калиброванными интервалами времени флуоресценции, допусковые отклонения их параметров и их кодировка, используемая при программировании излучающего элемента.In FIG. Figure 4 shows the approximate fluorescence temporal characteristics of quantum dots of the core-shell structure with calibrated fluorescence time intervals, tolerances of their parameters and their coding used when programming the emitting element.

Где на координате Y - ОЕ - относительные единицы интенсивности излучения квантовых точек структуры ядро-оболочка с калиброванными интервалами времени флуоресценции в интервале от 0.0 до 1.0; уровень 0.37 (1.0/е, где е - основание натуральных логарифмов) - выбранный уровень, на котором проводится калибровка интервалов времени флуоресценции квантовых точек структуры ядро-оболочка. На координате X - τ (нс) -длительность времени флуоресценции в наносекундах, где: горизонтальными двухсторонними стрелками указана длительность времени флуоресценции τ₀; τ₁; τ₂, τ₃; τ₄ с шагом дискретизации, равным τ₁ соответственно для квантовых точек с излучательными параметрами, относящимися к нулевой, первой, второй, третьей, четвертой, флуоресцентно-временным подгруппам, входящим по геометрическим параметрам в первую наноразмерную группу. В верхней части фиг.4 приведен ранжированный ряд квантовых точек, временные характеристики которых представлены ниже в виде затухающих экспоненциально-образных зависимостей интенсивности излучения от длительности флуоресценции. Пунктирными линиями с одной стрелкой указаны параметры величин временных интервалов флуоресценции каждой квантовой точки структуры ядро-оболочка с калиброванными интервалами времени флуоресценции, кодируемые, например, в трехразрядном двоичном коде τ₁=〈100〉, τ₂=〈010〉, τ₃=〈110〉, τ₄=〈001〉 (по количеству оболочек и сочетанию материалов оболочек), расположенные на оси X под точками пересечения линий экспоненциально-образных характеристик с уровнем калибровки 0.37 (1.0/е). Стрелками с символом «δ» указаны допусковые зоны нормального рассеивания относительно номинальных величин интервалов времени флуоресценции, используемые при проведении калибровки квантовых точек ядро-оболочка с калиброванными интервалами времени флуоресценции, не нарушающие повторяемость спектров излучения при тиражировании зондов. Ширина допусковой зоны «δ» определяется технологией синтеза квантовых точек структуры ядро-оболочка с калиброванными интервалами времени флуоресценции. Чем качественней технология и выше точность, тем меньше предельный разброс и уже допусковая зона. Шириной допусковой зоны «δ» ограничивается предельное количество флуоресцентно-временных подгрупп на определенном временном интервале (их скученность). На фиг. 4 приведены соотношения величины ширины допусковой зоны и величины шага квантования по длительности для исключения попадания квантовых точек с близкими параметрами в соседние подгруппы. Чем больше расстояние между соседними подгруппами, тем выше достоверность программируемых спектров. Квантовые точки структуры ядро-оболочка, кодируемые как τ₀ = 〈000〉, т.е. со временем флуоресценции, равным 0, являются безызлучательными квантовыми точками структуры ядро-оболочка.Where, on the Y-coordinate, ОЕ are the relative units of the radiation intensity of quantum dots of the core-shell structure with calibrated fluorescence time intervals in the range from 0.0 to 1.0; level 0.37 (1.0 / e, where e is the base of the natural logarithms) is the selected level at which the fluorescence time intervals of quantum dots of the core-shell structure are calibrated. At the X coordinate, τ (ns) is the duration of fluorescence time in nanoseconds, where: horizontal double-sided arrows indicate the duration of fluorescence time τ ₀ ; τ ₁ ; τ ₂ , τ ₃ ; τ ₄ with a sampling step equal to τ _1, respectively, for quantum dots with radiative parameters related to the zero, first, second, third, fourth, fluorescence-time subgroups, which, according to geometric parameters, are included in the first nanoscale group. In the upper part of Fig. 4, a ranked series of quantum dots is shown, the temporal characteristics of which are presented below in the form of decaying exponentially shaped dependences of the radiation intensity on the duration of fluorescence. The dashed lines with one arrow indicate the parameters of the fluorescence time intervals of each quantum dot of the core-shell structure with calibrated fluorescence time intervals, encoded, for example, in the three-digit binary code τ ₁ = 〈100〉, τ ₂ = 〈010〉, τ ₃ = 〈 110〉, τ ₄ = 〈001〉 (in terms of the number of shells and combination of shell materials) located on the X axis under the intersection points of the lines of exponentially shaped characteristics with a calibration level of 0.37 (1.0 / e). The arrows with the symbol "δ" indicate the tolerance zones of normal scattering relative to the nominal values of the fluorescence time intervals used in the calibration of quantum dots core-shell with calibrated fluorescence time intervals that do not violate the frequency of emission spectra when replicating probes. The width of the tolerance zone "δ" is determined by the synthesis technology of quantum dots of the core-shell structure with calibrated fluorescence time intervals. The better the technology and the higher the accuracy, the less the maximum spread and the narrower the tolerance zone. The width of the tolerance zone "δ" is limited by the limiting number of fluorescence-time subgroups at a certain time interval (their crowding). In FIG. Figure 4 shows the ratio of the width of the tolerance zone and the quantization step in duration to prevent quantum dots with similar parameters from entering neighboring subgroups. The greater the distance between neighboring subgroups, the higher the reliability of the programmed spectra. Quantum dots of the core-shell structure, encoded as τ ₀ = 〈000〉, i.e. with a fluorescence time equal to 0 are nonradiative quantum dots of the core-shell structure.

На фиг. 5 приведено схематическое изображение пошагового программирования сквозных нанопор с конусообразными входами излучающего элемента квантовыми точками структуры ядро-оболочка с калиброванными интервалами времени флуоресценции при использовании технологической донорской матрицы.In FIG. Figure 5 shows a schematic depiction of step-by-step programming of through nanopores with cone-shaped inputs of a radiating element by quantum dots of a core-shell structure with calibrated fluorescence time intervals using a technological donor matrix.

На фрагменте А) (фиг. 5) представлен спектральный портрет излучения F{λ_i, τ_i} полимерной сферы 3 со сквозными нанопорами с конусообразными входами, где на координате Z - ОЕ - относительные единицы интенсивности излучения квантовых точек структуры ядро-оболочка с калиброванными интервалами времени флуоресценции в интервале от 0.0 до 1.0. На координате Y - τ (нс) - дискретные интервалы времени флуоресценции в наносекундах и соответствующая кодировка дискретных временных интервалов в трехразрядном двоичном коде. На координате X - λ(нм) - длина волны излучения в нанометрах, λ1, λ2, λ3, λ4, λ5, λ6 - дискретные длины волн излучения соответственно квантовых точек 5, 7, 9, 11, 13, 15 структуры ядро-оболочка с калиброванными интервалами времени флуоресценции. Излучение с длиной волны λ4 отсутствует, т.к. при программировании в сквозную нанопору с конусообразным входом 10 вложена безызлучательная квантовая точка 11 структуры ядро-оболочка с интервалом времени флуоресценции τ₀, равным нулю. F{λ_i, τ_i} = {f₁(λ1, τ₂), f₂(λ₂, τ₁), f₃(λ3, τ₄), f₄(λ4, τ₀), f₅(λ5, τ₄), f₆(λ6, τ₃)} - спектр излучения полимерной сферы 3 со сквозными нанопорами с конусообразными входами, образованный совокупным излучением всех квантовых точек структуры ядро-оболочка с калиброванными интервалами времени флуоресценции.Fragment A) (Fig. 5) shows a spectral portrait of the radiation F {λ _i , τ _i } of the polymer sphere 3 with through nanopores with cone-shaped inputs, where, on the Z-coordinate, ОЕ are the relative radiation intensity units of quantum dots of the core-shell structure with calibrated fluorescence time intervals in the range from 0.0 to 1.0. On the Y coordinate, τ (ns) are the discrete time intervals of fluorescence in nanoseconds and the corresponding encoding of the discrete time intervals in a three-bit binary code. At the coordinate X - λ (nm) is the radiation wavelength in nanometers, λ1, λ2, λ3, λ4, λ5, λ6 are the discrete radiation wavelengths of quantum dots of 5, 7, 9, 11, 13, 15 of the core-shell structure, respectively calibrated fluorescence time intervals. There is no radiation with a wavelength of λ4, because when programming, a non-radiating quantum dot 11 of the core-shell structure with a fluorescence time interval τ ₀ equal to zero is inserted into the through nanopore with a cone-shaped input 10. F {λ _i , τ _i } = {f ₁ (λ1, τ ₂ ), f ₂ (λ ₂ , τ ₁ ), f ₃ (λ3, τ ₄ ), f ₄ (λ4, τ ₀ ), f ₅ ( λ5, τ ₄ ), f ₆ (λ6, τ ₃ )} is the emission spectrum of polymer sphere 3 with through nanopores with cone-shaped inputs, formed by the total radiation of all quantum dots of the core-shell structure with calibrated fluorescence time intervals.

На фрагменте Б) (фиг. 5) схематически представлено пошаговое заполнение сквозных нанопор с конусообразными входами 4, 6, 8, 10, 12, 14 квантовыми точками структуры ядро-оболочка с калиброванными интервалами времени флуоресценции 5, 7, 9, 11, 13, 15. Вертикальными фигурными указательными стрелками с символами Sn (где n - номер шага операции программы от 1 до 6) показаны схематические траектории и направления маршрутов перемещения квантовых точек структуры ядро-оболочка из упорядоченной технологической донорской матрицы коллоидных растворов квантовых точек структуры ядро-оболочка в сквозные нанопоры с конусообразными входами полимерной сферы 3.Fragment B) (Fig. 5) schematically shows the step-by-step filling of through nanopores with cone-shaped inputs 4, 6, 8, 10, 12, 14 quantum dots of the core-shell structure with calibrated fluorescence time intervals 5, 7, 9, 11, 13, 15. Vertical curly index arrows with Sn symbols (where n is the program operation step number from 1 to 6) shows the schematic trajectories and directions of the movement paths of quantum dots of the core-shell structure from an ordered technological donor matrix of colloidal quantum dot solutions core structure of the core-shell into the through nanopores with cone-shaped inputs of the polymer sphere 3.

На фрагментах В) - З) (фиг. 5) схематически изображена технологическая донорская матрица, расположенная внутри периметра выделенного пунктирной линией. Технологическая донорская матрица, используемая в процессе программирования, состоит из упорядоченных ячеек с калиброванными ранжированными коллоидными растворами квантовых точек структуры ядро-оболочка. Количество ячеек равно максимальному числу возможных сочетаний, используемых при программировании соотношений геометрических размеров квантовых точек с их излучательными характеристиками (длина волны λi и длительность времени флуоресценции τi). Матрица состоит из строк М0 - М4, представленных на фрагментах В) - З) (фиг. 5) и столбцов N1 - N6, представленных на фрагменте И) (фиг. 5). Каждому столбцу соответствует наноразмерная группа N1 - N6 и соответствующая ей длина волны излучения λ1 - λ6; а каждой строке соответствует флуоресцентно-временная подгруппа М0-М4 и соответствующий интервал времени флуоресценции от τ₀ до τ₄ (кодируемый, например, трехразрядными двоичными кодами от 〈000〉 до 〈001〉).On fragments B) - H) (Fig. 5) a technological donor matrix is located schematically, located inside the perimeter highlighted by a dashed line. The technological donor matrix used in the programming process consists of ordered cells with calibrated ranked colloidal solutions of quantum dots of the core-shell structure. The number of cells is equal to the maximum number of possible combinations used in programming the ratios of the geometric dimensions of quantum dots with their radiative characteristics (wavelength λi and fluorescence time length τi). The matrix consists of rows M0 - M4, presented on fragments B) - H) (Fig. 5) and columns N1 - N6, presented on fragment I) (Fig. 5). Each column corresponds to a nanoscale group N1 - N6 and the corresponding radiation wavelength λ1 - λ6; and each line corresponds to a fluorescence-time subgroup М0-М4 and the corresponding fluorescence time interval from τ ₀ to τ ₄ (encoded, for example, by three-digit binary codes from 〈000〉 to 〈001〉).

На фрагменте И) (фиг. 5) приведены номера (N1, N2, N3, N4, N5, N6) наноразмерных групп (столбцы технологической донорской матрицы), в которые входят сквозные нанопоры с конусообразными входами, квантовые точки структуры ядро-оболочка, с совместимыми по допускам и посадкам диаметрами.The fragment I) (Fig. 5) shows the numbers (N1, N2, N3, N4, N5, N6) of nanoscale groups (columns of the technological donor matrix), which include through nanopores with cone-shaped inputs, quantum dots of the core-shell structure, s compatible tolerances and fit diameters.

На фрагменте К) (фиг. 5) приведено в качестве примера 18-разрядное кодовое идентификационное слово {010 100 001 000 001 110} (сигнатура динамики спектра), согласно которого происходит пошаговое программирование.Fragment K) (Fig. 5) shows an example of an 18-bit code identification word {010 100 001 000 001 110} (signature of the dynamics of the spectrum), according to which step-by-step programming occurs.

На фрагменте Л) (фиг. 5) приведены номера шагов программирования (S1, S2, S3, S4, S5, S6), и горизонтальными фигурными указательными стрелками показано направление маршрута заполнения ранжированных конусообразных нанопор ранжированными квантовыми точками структуры ядро-оболочка с калиброванными интервалами времени флуоресценции, от большего диаметра к меньшему диаметру. Где «Пуск» - начальная точка запуска процесса программирования.The fragment L) (Fig. 5) shows the numbers of the programming steps (S1, S2, S3, S4, S5, S6), and the horizontal curly pointing arrows show the direction of the filling route for the ranked cone-shaped nanopores with the ranked quantum dots of the core-shell structure with calibrated time intervals fluorescence, from a larger diameter to a smaller diameter. Where "Start" is the starting point for starting the programming process.

На фиг. 6 приводится трехмерный график, поясняющий динамику процесса изменения спектральных портретов в зависимости от сочетаний, ранжированных по параметрам квантовых точек структуры ядро-оболочка с калиброванными интервалами времени флуоресценции, введенных при программировании в излучающий элемент.In FIG. Figure 6 is a three-dimensional graph explaining the dynamics of the process of changing spectral portraits depending on combinations ranked according to the parameters of quantum dots of the core-shell structure with calibrated fluorescence time intervals introduced during programming into the radiating element.

Где на представленном трехмерном графике на координате Z - ОЕ - относительные единицы интенсивности излучения квантовых точек структуры ядро-оболочка с калиброванным интервалом времени флуоресценции в интервале от 0.0 до 1.5. На координате X - τ (нс) длительность времени флуоресценции в наносекундах. На координате Y - λ(нм) - длина волны излучения в нанометрах, λ1, λ2, λ3, λ4, λ5, λ6 - дискретные длины волн излучения соответственно квантовых точек 5, 7, 9, 11, 13, 15 структуры ядро-оболочка с калиброванным интервалом времени флуоресценции. Излучение с длиной волны λ4 отсутствует, т.к. при программировании в сквозную нанопору с конусообразным входом 10 вложена безызлучательная квантовая точка 11 структуры ядро-оболочка со временем флуоресценции τ_0, равным нулю. Динамика процесса изменения сочетаний длин волн от времени представлена виде последовательно изменяющихся спектральных портретов F{f_i(λ_i)}={f1(A), f2(λ), f3(λ), f4(λ), f5(λ)}, отображенных в дискретные моменты времени с шагом, равным длительности τ₁ где f1(λ)=(λ1, λ2, λ3, λ5, λ6); f2(λ)=(λ1, λ2, λ3, λ5, λ6); f3(λ)=(λ1, λ3, λ5, λ6); f4(λ)=(λ3, λ5, λ6); f5(λ)=(λ3, λ5) - первый, второй, третий, четвертый, пятый спектральные портреты соответственно в моменты времени τ₀=0; τ₁=5 нс; τ₂=10 нс; τ₃=15 нс; τ₄=20 нс.Where in the presented three-dimensional graph at the Z - OE coordinate are the relative units of the radiation intensity of quantum dots of the core-shell structure with a calibrated fluorescence time interval in the range from 0.0 to 1.5. At the X coordinate, τ (ns) is the duration of fluorescence in nanoseconds. At the coordinate Y - λ (nm) is the radiation wavelength in nanometers, λ1, λ2, λ3, λ4, λ5, λ6 are the discrete radiation wavelengths of quantum dots of 5, 7, 9, 11, 13, 15, respectively, of the core-shell structure with calibrated fluorescence time interval. There is no radiation with a wavelength of λ4, because when programming, a nonradiative quantum dot 11 of the core-shell structure with a fluorescence time τ ₀ equal to zero is embedded in a through nanopore with a cone-shaped input 10. The dynamics of the process of changing combinations of wavelengths with time is presented as sequentially changing spectral portraits F {f _i (λ _i )} = {f1 (A), f2 (λ), f3 (λ), f4 (λ), f5 (λ)} mapped at discrete time instants with a step equal to the duration τ ₁ where f1 (λ) = (λ1, λ2, λ3, λ5, λ6); f2 (λ) = (λ1, λ2, λ3, λ5, λ6); f3 (λ) = (λ1, λ3, λ5, λ6); f4 (λ) = (λ3, λ5, λ6); f5 (λ) = (λ3, λ5) - the first, second, third, fourth, fifth spectral portraits, respectively, at time instants τ ₀ = 0; τ ₁ = 5 ns; τ ₂ = 10 ns; τ ₃ = 15 ns; τ ₄ = 20 ns.

В начале координаты Y изображен короткий стартовый импульс «СТАРТ n» с длиной волны λ0, подаваемый внешним электромагнитным источником возбуждения квантовых точек 16, который запускает генерацию детерминированных последовательностей спектральных портретов с периодом повторения Т, (при условии, если Т>τ₄) и следующий за ним стартовый импульс «СТАРТ n+1», запускающий следующий аналогичный пакет спектральных портретов.At the origin of Y coordinate, a short start pulse “START n” with a wavelength λ0 is shown, supplied by an external electromagnetic source of excitation of quantum dots 16, which starts the generation of determinate sequences of spectral portraits with a repetition period T, (provided that T> τ ₄ ) and the following after it the start pulse “START n + 1”, which launches the next similar package of spectral portraits.

Длина волны возбуждения λ0 квантовых точек 5, 7, 9 11, 13, 15 структуры ядро-оболочка с калиброванным интервалом времени флуоресценции и длины волн преобразованного излучения λ1, λ2, λ3, _, λ5, λ6 квантовых точек 5, 7, 9, 11, 13, 15 структуры ядро-оболочка с калиброванным интервалом времени флуоресценции определяются их диаметром (в основном от 2 до 20 нм), сочетанием материала ядра и материала оболочки, их процентном соотношением, спектром пропускания защитной прозрачной полимерной пленки и технологией изготовления самой квантовой точки структуры ядро-оболочка с калиброванным интервалом времени флуоресценции. Длина волны электромагнитного излучения квантовых точек, направленная на объект диагностирования, может находиться как в оптическом диапазоне, так и за его пределами, от ультрафиолетового до инфракрасного спектра излучения. При одном и том же внешнем диаметре квантовой точки длина волны ее излучения может корректироваться за счет изменения соотношения диаметра ядра и толщины окружающей оболочки, а изменение интервала времени флуоресценции - за счет создания вокруг ядра многооболочных структур из разных материалов (Patent Application Publication Pub. No.: US 20120315391 A1 Pub. Date: Dec. 13, 2012, QUANTUM DOTS HAVING COMPOSITION GRADIENT SHELL STRUCTURE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF). Для превращения излучательной квантовой точки в безызлучательную в структуре квантовой точки создаются дефекты (необратимые) с помощью внешних воздействий (или естественного брака), которые запускают безызлучательные переходы. В результате квантовая точка становится безызлучательной без изменения геометрических параметров.Excitation wavelength λ0 of quantum dots 5, 7, 9 11, 13, 15 of the core-shell structure with a calibrated interval of fluorescence time and wavelengths of converted radiation λ1, λ2, λ3, _, λ5, λ6 of quantum dots 5, 7, 9, 11 , 13, 15, the core-shell structure with a calibrated fluorescence time interval is determined by their diameter (mainly from 2 to 20 nm), a combination of the core material and the shell material, their percentage, the transmission spectrum of the protective transparent polymer film and the manufacturing technology of the quantum dot of the structure itself core-obol PFA calibrated fluorescence interval of time. The wavelength of electromagnetic radiation of quantum dots, aimed at the object of diagnosis, can be both in the optical range and beyond, from ultraviolet to infrared radiation spectrum. With the same external diameter of a quantum dot, the wavelength of its radiation can be adjusted by changing the ratio of the core diameter and the thickness of the surrounding shell, and changing the fluorescence time interval by creating multi-shell structures of different materials around the core (Patent Application Publication Pub. No. : US 20120315391 A1 Pub. Date: Dec. 13, 2012, QUANTUM DOTS HAVING COMPOSITION GRADIENT SHELL STRUCTURE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF). To turn a radiative quantum dot into a nonradiative one, defects (irreversible) are created in the structure of the quantum dot by external influences (or natural defects) that trigger nonradiative transitions. As a result, the quantum dot becomes nonradiative without changing the geometric parameters.

Ядро квантовых точек 5, 7, 9 11, 13, 15 структуры ядро-оболочка с калиброванными интервалами времени флуоресценции может, например, включать, по меньшей мере, один материал, выбранный из группы, состоящей из CdSe, CdS, ZnS, ZnSe, CdTe, CdSeTe, CdZnS, PbSe, AgInZnS, и ZnO, но не ограничивается ими. Оболочка квантовых точек 5, 7, 9 11, 13, 15 структуры ядро-оболочка с калиброванными интервалами времени флуоресценции может включать в себя, по крайней мере, один материал, выбранный из группы, состоящей из CdSe, ZnSe, ZnS, ZnTe, CdTe, PbS, TiO, SrSe, и HgSe, но этими вариантами не ограничивается.The core of quantum dots 5, 7, 9 11, 13, 15 of the core-shell structure with calibrated fluorescence time intervals may, for example, include at least one material selected from the group consisting of CdSe, CdS, ZnS, ZnSe, CdTe , CdSeTe, CdZnS, PbSe, AgInZnS, and ZnO, but not limited to. The shell of quantum dots 5, 7, 9, 11, 13, 15 of the core-shell structure with calibrated fluorescence time intervals may include at least one material selected from the group consisting of CdSe, ZnSe, ZnS, ZnTe, CdTe, PbS, TiO, SrSe, and HgSe, but are not limited to these options.

Изготовление нанокомпозитного излучающего элемента осуществляется легированием полимерной сферы 3 со сквозными нанопорами с конусообразными входами, квантовыми точками 5, 7, 9, 11, 13, 15 структуры ядро-оболочка с калиброванными интервалами времени флуоресценции, и выполняется за счет проникновения квантовых точек структуры ядро-оболочка в сквозные нанопоры с конусообразными входами 4, 6, 8, 10, 12, 14 полимерной сферы 3 со сквозными нанопорами с конусообразными входами. Например, процесс легирования может осуществляется по технологии известного метода за счет погружения элемента из стекла с нанометровыми порами в раствор из двух или более квантовых точек с последующей сушкой на воздухе и заполнением оставшихся между квантовыми точками пустот смолой (Patent Application Publication Pub. No.: US 20130011551 A1 Pub. Date: Jan. 10, 2013, QUANTUM DOT-GLASS COMPOSITE LUMINESCENT MATERIAL AND MANUFACTURING METHOD THEREOF). Длительность времени флуоресценции в зависимости от материалов, их сочетаний и технологии получения квантовых точек может колебаться в интервале от единиц пикосекунд до единиц, микросекунд. Выборочная разбраковка квантовых точек по длительности флуоресценции может быть осуществлена, например, с помощью устройства, выполняющего обнаружение, классификацию и разбраковку квантовых точек по длительности переходного процесса выключения квантовой точки (патент RU 2493631 С1, 20.09.2013 H01L 21/66, В82В 3/00 Способ обнаружения квантовых точек и устройство для его осуществления./Линьков В.А., Вихров С.П., Вишняков Н.В., Литвинов В.Г.).The manufacture of a nanocomposite emitting element is carried out by doping the polymer sphere 3 with through nanopores with cone-shaped inputs, quantum dots 5, 7, 9, 11, 13, 15 of the core-shell structure with calibrated fluorescence time intervals, and is performed due to the penetration of quantum dots of the core-shell structure into through nanopores with conical inlets 4, 6, 8, 10, 12, 14 of the polymer sphere 3 with through nanopores with conical inlets. For example, the doping process can be carried out according to a known method by immersing an element of glass with nanometer pores in a solution of two or more quantum dots, followed by drying in air and filling the voids between the quantum dots with resin (Patent Application Publication Pub. No .: US 20130011551 A1 Pub. Date: Jan. 10, 2013, QUANTUM DOT-GLASS COMPOSITE LUMINESCENT MATERIAL AND MANUFACTURING METHOD THEREOF). The duration of fluorescence, depending on the materials, their combinations, and the technology for producing quantum dots, can range from a few picoseconds to a few microseconds. Selective sorting of quantum dots by fluorescence duration can be carried out, for example, using a device that detects, classifies and classifies quantum dots by the duration of the transition process of switching off a quantum dot (patent RU 2493631 C1, 09.20.2013 H01L 21/66, B82B 3/00 A method for detecting quantum dots and a device for its implementation. / Linkov V.A., Vikhrov S.P., Vishnyakov N.V., Litvinov V.G.).

Зонд атомно-силового микроскопа с программируемой динамикой изменения спектральных портретов излучающего элемента, легированного квантовыми точками структуры ядро-оболочка работает следующим образом: перед началом работы производится программирование излучающей полимерной сферы 3 со сквозными нанопорами с конусообразными входами (фиг. 2). Программирование спектра излучения осуществляется переносом квантовых точек структуры ядро-оболочка из технологической донорской матрицы в излучающею сферу. Это происходит за счет последовательного погружения полимерной сферы 3 со сквозными нанопорами с конусообразными входами, предварительно соединенной с вершиной иглы 2 в ячейки технологической донорской матрицы с ранжированными калиброванными коллоидными растворами квантовых точек с определенными диаметрами и излучательными характеристиками, соответствующими длине волны излучения λi = (λ1, λ2, …, λ6) и длительности флуоресценции τ_i,=(τ₀, τ₁, τ₂, τ₃, τ₄) на длинах волн λi, что поясняется на фиг. 5.A probe of an atomic force microscope with programmable dynamics of changing spectral portraits of a radiating element doped with quantum dots of the core-shell structure works as follows: before starting work, the emitting polymer sphere 3 with through nanopores with cone-shaped inputs is programmed (Fig. 2). The radiation spectrum is programmed by transferring quantum dots of the core-shell structure from the technological donor matrix to the radiating sphere. This is due to the sequential immersion of the polymer sphere 3 with through nanopores with cone-shaped inputs, pre-connected to the tip of the needle 2 in the cells of the technological donor matrix with ranked calibrated colloidal solutions of quantum dots with certain diameters and radiative characteristics corresponding to the radiation wavelength λi = (λ1, λ2, ..., λ6) and fluorescence duration τ _i, = (τ ₀ , τ ₁ , τ ₂ , τ ₃ , τ ₄ ) at wavelengths λi, which is illustrated in FIG. 5.

Максимальные допусковые отклонения геометрических размеров сопрягаемых элементов и интервалов времени флуоресценции квантовых точек структуры ядро-оболочка с калиброванными временными интервалами флуоресценции, не влияющие на точность повторяемости спектральных портретов, приведены соответственно на фиг. 3 и 4. После каждого погружения полимерной сферы 3 со сквозными нанопорами с конусообразными входами в очередной коллоидный раствор квантовые точки структуры ядро-оболочка заполняют все сквозные нанопоры с конусообразными входами, в которые они могут проникнуть, т.е. при первом погружении квантовые точки структуры ядро-оболочка наибольшего диаметра заполняют сквозные нанопоры с конусообразными входами наибольшего диаметра, но не могут проникнуть в сквозные нанопоры с конусообразными входами следующих групп меньшего диаметра; при втором погружении квантовые точки структуры ядро-оболочка меньшего диаметра заполняют сквозные нанопоры с конусообразными входами меньшего диаметра, но не могут проникнуть в сквозные нанопоры с конусообразными входами наименьшего диаметра и уже заполненные ранее квантовыми точками структуры ядро-оболочка большего диаметра, и так до полного заполнения конусообразных нанопор минимального диаметра соответствующими квантовыми точками структуры ядро-оболочка, что поясняется на фиг. 5. Последовательность ввода тех или иных квантовых точек в сквозные нанопоры с конусообразными входами определяется заданным идентификационным кодовым словом, например {010 100 001 000 001 110}, на основании которого формируется динамически изменяющаяся последовательность спектральных портретов излучения полимерной сферы 3 со сквозными нанопорами с конусообразными входами, необходимая для целенаправленного воздействия на исследуемый объект диагностирования 17.The maximum tolerances of the geometric dimensions of the mating elements and the fluorescence time intervals of quantum dots of the core-shell structure with calibrated time intervals of fluorescence that do not affect the accuracy of the repeatability of spectral portraits are shown in FIG. 3 and 4. After each immersion of the polymer sphere 3 with through nanopores with conical inlets into the next colloidal solution, quantum dots of the core-shell structure fill all through nanopores with conical inlets into which they can penetrate, i.e. during the first immersion, quantum dots of the core-shell structure of the largest diameter fill through nanopores with cone-shaped inputs of the largest diameter, but cannot penetrate through nanopores with cone-shaped inputs of the following groups of smaller diameter; during the second immersion, the quantum dots of the core-shell structure of a smaller diameter fill the through nanopores with cone-shaped inputs of a smaller diameter, but cannot penetrate the through nanopores with the cone-shaped inputs of the smallest diameter and the core-shell structures of a larger diameter already filled with quantum dots earlier, and so on until completely filled conical nanopores of minimum diameter with the corresponding quantum dots of the core-shell structure, which is illustrated in FIG. 5. The sequence of introducing particular quantum dots into the through nanopores with cone-shaped inputs is determined by a given identification code word, for example {010 100 001 000 001 110}, on the basis of which a dynamically changing sequence of spectral radiation portraits of the polymer sphere 3 with through nanopores with cone-shaped inputs is formed necessary for targeted impact on the investigated object of diagnosis 17.

По окончанию этапа программирования зонд атомно-силового микроскопа с программируемой динамикой изменения спектральных портретов излучающего элемента, легированного квантовыми точками структуры ядро-оболочка работает следующим образом: кантилевер 1 с электропроводящей зондирующей иглой 2 подводится к объекту диагностирования 17, расположенному на подложке 18, и надавливает на него, получая данные об электрических характеристиках объекта диагностирования 17, до включения и после включения внешнего электромагнитного источника возбуждения 16 квантовых точек структуры ядро-оболочка с длиной волны λ0. Сформированный источником возбуждения 16 квантовых точек структуры ядро-оболочка короткий стартовый импульс с длиной волны λ0 (обозначенный на фиг. 6 словом «СТАРТ n») передним фронтом переводит квантовые точки структуры ядро-оболочка с калиброванным интервалом времени флуоресценции в состояние люминесценции. В результате квантовые точки 5, 7, 9, 11, 13, 15 структуры ядро-оболочка с калиброванным интервалом времени флуоресценции возбуждают поверхность диагностируемого объекта 17 сочетанием длин волн f1(λ)=(λ1, λ2, λ3, _, λ5, λ6), согласно сформированному при программировании первому спектральному портрету излучения, заданного идентификационным кодовым двоичным словом, например {010 100 001 000 001 110}. В момент завершения стартового импульса его задним фронтом запускается процесс флуоресценции квантовых точек структуры ядро-оболочка с калиброванным временем флуоресценции F{λ_i, τ_i}={f₁(λ1, τ₂), f₂(λ2, τ_i), f₃(λ3, τ₄), f₄(λ4, τ₀), f₅(λ5, τ₄), f₆(λ6, τ₃)}. По мере затухания флуоресценции каждая квантовая точка структуры ядро-оболочка с калиброванным интервалом времени флуоресценции генерирует излучение определенной длины волны (λ1, λ2, λ3, _,λ5, λ6) и определенной длительности (τ₁, τ₂, τ₃, τ₄). Сочетание определенных геометрических и излучательных параметров квантовых точек осуществляется при программировании полимерной сферы 3 со сквозными нанопорами с конусообразными входами. В совокупности излучения всех квантовых точек структуры ядро-оболочка с калиброванным интервалом времени флуоресценции образуются периодически повторяющиеся последовательно изменяющиеся мультиволновые композиции спектральных портретов. Динамика процесса изменения сочетаний длин волн от времени представлена в виде последовательно изменяющихся спектральных портретов F{f_i(λ_i)}={f1(λ), f2(λ), f3(λ), f4(λ), f5(λ)}, отображенных в дискретные моменты времени с шагом, равным длительности τ₁, где f1(λ)=(λ1, λ2, λ3, λ5, λ6); f2(λ)=(λ1, λ2, λ3, λ5, λ6); f3(λ)=(λ1, λ3, λ5, λ6); f4(λ)=(λ3, λ5, λ6); f5(λ)=(λ3, λ5) - первый, второй, третий, четвертый, пятый, спектральные портреты соответственно в моменты времени τ₀, τ₁ τ₂, τ₃, τ_4, что поясняется на фиг. 6. Интервал времени повторения между управляющими стартовыми импульсами (период Т фиг. 6) должен быть больше максимальной длительности (например, τ₄) флуоресценции используемых при программировании квантовых точек структуры ядро-оболочка с калиброванным интервалом времени флуоресценции, что необходимо для выдачи идентичных повторяющихся (детерминированных) управляющих кодовых микрокоманд в виде набора спектральных портретов для запуска нанофотонных процессов (например, запуска механизмов регенерации тканей) в исследуемых биологических объектах, или для тестирования и диагностирования нанофотонных систем, а также осуществление новых видов исследований в нанофотонике, оптогенетике, нейрофотонике.At the end of the programming stage, an atomic force microscope probe with programmable dynamics of changing the spectral portraits of a radiating element doped with quantum dots of the core-shell structure works as follows: a cantilever 1 with an electrically conductive probe needle 2 is fed to the diagnostic object 17 located on the substrate 18 and presses on him, receiving data on the electrical characteristics of the diagnostic object 17, before and after the inclusion of an external electromagnetic source of excitation Nia quantum dots 16 core-shell structure with wave length λ0. A short start pulse with a wavelength λ0 (denoted by the word “START n” in Fig. 6) formed by the excitation source of 16 quantum dots of the core-shell structure (leading edge) transfers the quantum points of the core-shell structure with a calibrated fluorescence time interval to the luminescence state. As a result, quantum dots 5, 7, 9, 11, 13, 15 of the core-shell structure with a calibrated fluorescence time interval excite the surface of the diagnosed object 17 by a combination of wavelengths f1 (λ) = (λ1, λ2, λ3, _, λ5, λ6) according to the first spectral portrait of the radiation generated by the programming defined by the identification code word, for example {010 100 001 000 001 110}. At the moment the start pulse ends with its trailing edge, the process of fluorescence of quantum dots of the core-shell structure with the calibrated fluorescence time F {λ _i , τ _i } = {f ₁ (λ1, τ ₂ ), f ₂ (λ2, τ _i ), f ₃ (λ3, τ ₄ ), f ₄ (λ4, τ ₀ ), f ₅ (λ5, τ ₄ ), f ₆ (λ6, τ ₃ )}. As the fluorescence decays, each quantum dot of the core-shell structure with a calibrated fluorescence time interval generates radiation of a certain wavelength (λ1, λ2, λ3, _, λ5, λ6) and a certain duration (τ ₁ , τ ₂ , τ ₃ , τ ₄ ) . The combination of certain geometric and radiative parameters of quantum dots is carried out when programming the polymer sphere 3 with through nanopores with cone-shaped inputs. In the aggregate radiation of all quantum dots of the core-shell structure with a calibrated fluorescence time interval, periodically repeating sequentially changing multi-wavelength compositions of spectral portraits are formed. The dynamics of the process of changing wavelength combinations over time is presented in the form of sequentially changing spectral portraits F {f _i (λ _i )} = {f1 (λ), f2 (λ), f3 (λ), f4 (λ), f5 (λ) } mapped at discrete time instants with a step equal to the duration τ ₁ , where f1 (λ) = (λ1, λ2, λ3, λ5, λ6); f2 (λ) = (λ1, λ2, λ3, λ5, λ6); f3 (λ) = (λ1, λ3, λ5, λ6); f4 (λ) = (λ3, λ5, λ6); f5 (λ) = (λ3, λ5) - the first, second, third, fourth, fifth, spectral portraits, respectively, at time instants τ ₀ , τ ₁ τ ₂ , τ ₃ , τ _4, which is illustrated in FIG. 6. The repetition time interval between the control start pulses (period T of Fig. 6) should be greater than the maximum fluorescence duration (for example, τ ₄ ) used for programming quantum dots of the core-shell structure with a calibrated fluorescence time interval, which is necessary to produce identical repetitive ( deterministic) control code microcommands in the form of a set of spectral portraits for triggering nanophotonic processes (for example, triggering tissue regeneration mechanisms) in biological FIR objects or for testing and diagnosing of nanophotonic systems, as well as the implementation of new kinds of research in nanophotonics, optogenetics, neyrofotonike.

Предложенная конструкция зонда атомно-силового микроскопа с программируемой динамикой. изменения спектральных портретов излучающего элемента, легированного квантовыми точками структуры ядро-оболочка, обеспечивает при сканировании поверхности объекта диагностирования атомно-силовым микроскопом возможность осуществления съема топологического распределения характеристик электрических сигналов на поверхности объекта диагностирования в зависимости от стимулирующего воздействия определенной последовательностью спектров электромагнитного мультиволнового излучения на каждую точку с координатами X, Y, непосредственно расположенную под вершиной электропроводящей иглы. Возможность осуществления программирования спектра излучения с использованием квантовых точек структуры ядро-оболочка с кодируемым дискретным ранжированным рядом интервалов флуоресценции, также дает возможность идентичной повторяемости спектральных портретов при тиражировании зондов. Все это позволяет обнаружить и исследовать отдельные светочувствительные участки биологических объектов и наноструктур, изменяющих свои электрические свойства под действием только строго определенных последовательностей кодовых наборов длин волн электромагнитного излучения, направленных в определенную точку, без засветок окружающих участков исследуемого объекта, что ранее невозможно было осуществить известными зондами.The proposed design of the probe atomic force microscope with programmable dynamics. Changing the spectral portraits of the radiating element doped with quantum dots of the core-shell structure, when scanning the surface of the diagnostic object with an atomic force microscope, it is possible to take a topological distribution of the characteristics of electrical signals on the surface of the diagnostic object depending on the stimulating effect by a certain sequence of spectra of electromagnetic multi-wave radiation at each point with coordinates X, Y, directly located under the top of the conductive needle. The possibility of programming the emission spectrum using quantum dots of the core-shell structure with a coded discrete ranked series of fluorescence intervals also makes it possible to repeat spectral portraits identically when replicating probes. All this makes it possible to detect and study individual photosensitive sections of biological objects and nanostructures that change their electrical properties under the influence of only strictly defined sequences of code sets of wavelengths of electromagnetic radiation directed to a certain point without exposure to the surrounding sections of the studied object, which was previously impossible to implement with known probes .

Claims (1)

Зонд атомно-силового микроскопа с программируемой динамикой изменения спектральных портретов излучающего элемента, легированного квантовыми точками структуры ядро-оболочка, включающий кантилевер, соединенный с электропроводящей зондирующей иглой, вершина которой продета через одну из сквозных нанопор полимерной сферы, остальные сквозные нанопоры которой заполнены без выхода их оболочек за периметр полимерной сферы квантовыми точками структуры ядро-оболочка, покрытыми с внешней стороны защитным слоем, внешний электромагнитный источник возбуждения квантовых точек структуры ядро-оболочка, отличающийся тем, что полимерная сфера содержит равномерно распределенный по ее поверхности массив, состоящий из более чем двух ранжированных по диаметру наноразмерных групп сквозных нанопор с конусообразными входами с равным количеством сквозных нанопор с конусообразными входами одинакового диаметра в каждой наноразмерной группе, квантовые точки структуры ядро-оболочка с калиброванными интервалами времени флуоресценции, геометрические параметры которых ранжированы по наноразмерным группам, а излучательные параметры по флуоресцентно-временным подгруппам, безызлучательные квантовые точки структуры ядро-оболочка, имеющие диаметры, равные диаметрам используемых квантовых точек структуры ядро-оболочка с калиброванными интервалами времени флуоресценции, общее количество безызлучательных квантовых точек структуры ядро-оболочка в сумме с квантовыми точками структуры ядро-оболочка с калиброванными интервалами времени флуоресценции равно количеству заполненных ими сквозных нанопор с конусообразными входами, число наноразмерных групп которых равно максимальному количеству используемых дискретных длин волн, максимальное количество ранжированных интервалов времени излучения которых равно количеству используемых флуоресцентно-временных подгрупп квантовых точек структуры ядро-оболочка с калиброванными интервалами времени флуоресценции, которые вложены в соответствующие их диаметру сквозные нанопоры с конусообразными входами, причем программируемая комбинация сочетаний диаметров квантовых точек структуры ядро-оболочка с калиброванными интервалами времени флуоресценции и безызлучательных квантовых точек структуры ядро-оболочка, вложенных в соответствующие их диаметру сквозные нанопоры с конусообразными входами, определяет последовательность сочетаний излучаемых в определенные интервалы времени и не излучаемых дискретных длин волн, в совокупности формирующих заданную последовательность спектральных портретов излучения зонда атомно-силового микроскопа с программируемой динамикой изменения спектральных портретов излучающего элемента, легированного квантовыми точками структуры ядро-оболочка.An atomic force microscope probe with programmable dynamics of changing spectral portraits of a radiating element doped with quantum dots of a core-shell structure, including a cantilever connected to an electrically conductive probe needle, the tip of which is threaded through one of the through nanopores of the polymer sphere, the remaining through nanopores of which are filled without leaving them shells around the perimeter of the polymer sphere by quantum dots of the core-shell structure, coated with a protective layer on the outside, external electromagnetic source excitation index of quantum dots of the core-shell structure, characterized in that the polymer sphere contains an array uniformly distributed over its surface, consisting of more than two through-sized nanoscale groups of through nanopores with cone-shaped inputs with an equal number of through nanopores with cone-shaped inputs of the same diameter in each nanoscale group, quantum dots of the core-shell structure with calibrated fluorescence time intervals, the geometric parameters of which are ranked by size groups, and the radiative parameters for fluorescence-time subgroups, nonradiative quantum dots of the core-shell structure, having diameters equal to the diameters of the used quantum dots of the core-shell structure with calibrated fluorescence time intervals, the total number of nonradiative quantum dots of the core-shell structure in total with quantum dots of the core-shell structure with calibrated fluorescence time intervals equal to the number of through nanopores filled with them with cone-shaped odes, the number of nanoscale groups of which is equal to the maximum number of discrete wavelengths used, the maximum number of ranked emission time intervals of which is equal to the number of used fluorescence-time subgroups of quantum dots of the core-shell structure with calibrated fluorescence time intervals that are embedded in conical nanopores with conical diameter inputs, and a programmable combination of diameters of quantum dots of the core-shell structure with caliber The given time intervals of fluorescence and nonradiative quantum dots of the core-shell structure embedded in the through nanopores with cone-shaped inputs corresponding to their diameter determine the sequence of combinations of radiated discrete wavelengths emitted at certain time intervals and together form a given sequence of spectral portraits of radiation from the probe of atomic a power microscope with programmable dynamics of changes in the spectral portraits of a square doped radiating element ntovymi points of core-shell structure.

Images