Лазерно-индуцированное формирование наночастиц из ультратонких пленок металлов

Биомедицина:
Маркировка ДНК металлическими наночастицами.
Информационные Технологии:
Изображения, записанные воздействием лазерного излучения на золотые нанострежни.
- 15
Примеры применения наночастиц благородных металлов
[1] Garcia, M. A. Surface plasmons in metallic nanoparticles: fundamentals and applications / M.A. Garcia // J. Phys. D. Appl. Phys. – 2011. – V. 44. – P. 283001.

Синтез наночастиц из сыпучих материалов при помощи абляции в жидкости.
Схема эксперимента по получения металлических наночастиц в силикатном стекле, легированным ионами серебра
- 15
Некоторые методы синтезирования
наночастиц металлов
Semaltianos, N.G. NS or FS pulsed laser ablation of a bulk InSb target in liquids for nanoparticles synthesis // Journal for Colloid and Interface Science. – 2016. – Vol. 469. – PP 57-62.
Wolak, A. Nanosecond infrared laser-induced precipitation of silver nanoparticles in glass // Photonics letters of Poland -2013- Vol. 5(2) – P. 54-56

Цель
Исследование особенностей формирования наночастиц серебра на поверхности стекла из тонких плёнок за счёт плавления и испарения в воздушной атмосфере при воздействии лазерного излучения УФ диапазона.
Задачи:
Изучение воздействия лазерного излучения на тонкие плёнки серебра на стеклянной подложке.
Исследование механизмов синтезирования наночастиц серебра в атмосферной среде за счёт плавления и испарения.
Исследование спектральных характеристик, морфологии и пространственного распределения наночастиц серебра.
- 15

Механизмы:
Абляция Плавление
- 15
Подложка
Лазерное излучение
Материал
Расплав
Лазерное формирование наночастиц
из тонких плёнок металлов

- 15
Эксимерный лазер
CL-7020
Ослабитель
Зеркало
Линза
Нагреватель
Схема установки
Образец

- 15
Метод абляции.

- 15
После термического нагрева
100 импульсов
270 импульсов
1000 импульсов
СЭМ изображения серебрянной плёнки до и после облучения

- 15
СЭМ изображения серебрянной плёнки до и после облучения
3000 импульсов
10000 импульсов
30000 импульсов

- 15
1000 импульсов
3000 импульсов
СЭМ изображения серебрянной плёнки до и после облучения
После термического нагрева
270 импульсов

- 15
СЭМ изображения серебрянной плёнки до и после облучения
10000 импульсов
50000 импульсов

- 15
Чёрная – 270, красная – 1000, жёлтая - 3000 синяя – 10000, голубая – 30000, штриховая – исходная.
Спектр пропускания наночастиц из плёнки
62 нм.
Зависимость положения минимума спектра пропускания и размера наночастиц от количества импульсов

- 15
Чёрная – 100, красная – 270, зеленая – 1000, синяя – 3000, голубая – 10000, розовая – 30000, жёлтая – 50000, штриховая – исходная.
Спектр пропускания наночастиц из плёнки
175 нм.
Зависимость положения минимума спектра пропускания и размера наночастиц от количества импульсов

Были получены наночастицы серебра при плавлении и абляции плёнок нанометровой толщины под действием лазерного излучения УФ диапазона.
Наночастицы образуются из расплава плёнки вследствие эффекта несмачивания, их размер определяется количеством импульсов облучения.
В случае абляции наночастицы образуются по краям зоны воздействия при конденсации из парогазовой фазы.
Спектральные характеристики пропускания полученных наночастиц, в диапазоне 420-490 нм, демонстрируют плазмонный резонанс,
положение минимума которого смещается в коротковолновую область с уменьшением
размера наночастиц.
- 15
Вывод

Спасибо за внимание
-15