Doktorantūra

Temos aprašymas
Paskutinio dešimtmečio pažanga optinio biomedicininio vaizdavimo srityje leidžia žengti gerokai toliau nei įprasto optinio mikroskopo difrakcijos riba. Vienas iš perspektyviausių būdų pagerinti optinio biologinių objektų vaizdavimo skiriamąją gebą yra fluorescencinių nanodalelių skleidžiamo šviesos lauko kvantinių ir klasikinių statistinių savybių panaudojimas. Itin didelės skiriamosios gebos optinių fluktuacijų vaizdinimo metodas (SOFI) jau duoda rezultatų, taip pat stebima pažanga kvantinio vaizdavimo tyrimų srityje. 
Vienomis iš geriausiai tinkančiomis tokiems metodams medžiagomis laikomi upkonversiniai kvantiniai taškai. 
Atliekant disertacinį darbą bus ruošiami upkonversiniai kvantiniai taškai 2D medžiagų legiruotų retųjų žemių metalų jonais pagrindu ir tiriamos jų spektroskopinės savybės. Bus tiriamos tokių kvantinių taškų spinduliavimo savybes, stebint dažnio keitimą ir tinkamumą tokių kvantinių taškų sužadinimui „biologinio audinio skaidrumo lange“ (nuo 650 iki 1350 nm). Bus taikomi abu vaizdavimo metodai tiek klasikinis, tiek kvantinis.
Pagrindiniai tyrimo tikslai: (i) naujų biologiškai suderinamų ir biologiškai saugių fluorescuojančių upkonversinių kvantinių taškų, tinkamų optiniam biologinių objektų vaizdinimui, paruošimas ir charakterizavimas; (ii) kvantinių taškų kvantinių koreliacijų ir kvantų statistikos tyrimas.

Theme description
The last decade brought tremendous progress in optics based biomedical imaging, allowing us to step much further than the diffraction limit of a conventional optical microscope. One of the most promising techniques for enhancing bioimaging resolution is exploitation of the statistical character of the field emitted by nano-sized fluorescent particles. Both classical and quantum features can be exploited.  For classically "blinking" sources, i.e., independently fluctuating fluorescent emitters, there is, for example, a very promising super-resolution optical fluctuation imaging (SOFI) method. It is a post-processing method for the calculation of super-resolved images from recorded image time series that is based on the time-correlation of emitted light. The last decade has also seen quite remarkable advancement of quantum imaging research. Quantum imaging relies on exploiting quantum correlations.
The thesis will be devoted to fabrication and study of emitting properties of 2D material-based quantum dots doped with the rare earth ions, exhibiting frequency upconversion and permitting excitation in the “biological tissue transparency window” (from 650 to 1350 nm). Both classical and quantum regimes will be investigated for the cases of producing limited number of photons in the single emission act, and/or exhibiting stochastic emission regime.
The main objective of the study will be: (i) Synthesis and characterization of novel biocompatible and bio safe fluorescent upconversing nanoparticles suitable for super-resolution imaging schemes; (ii) study of quantum correlations and statistic of light emitted by nanoparticles for enhancing resolution, frequency upconversion and interpretation algorithms development.