Журнал
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики
УДК:538.975
Номер:3 (155)
Фемтосекундная лазерная модификация золь-гель пленок ZnO:Ag с проявлением дихроизма
Аннотация:
Введение. Исследовано влияние поляризации фемтосекудного лазерного излучения на формирование эллипсоидных наночастиц серебра (Ag) и их ориентацию в золь-гель пленках оксида цинка (ZnO). Влияние поляризации является причиной возникновения дихроизма в пленках после облучения. В отличие от серебросодержащих стекол, где этот механизм впервые был обнаружен, в тонких золь-гель пленках данный эффект практически не исследован, что определяет актуальность работы. Метод. Управление формой, размерами и ориентацией наночастиц Ag осуществлялось путем воздействия лазерными фемтосекундными импульсами с высокой частотой повторения и линейной поляризацией, ориентированной вдоль и поперек направлений сканирования. Для возникновения дихроизма требовалось обеспечить высокое поглощение лазерного излучения наночастицами и отсутствие поглощения в матрице ZnO. Дихроизм в пленках ZnO с наночастицами Ag (ZnO:Ag) исследовался методами оптической микроскопии и спектрофотометрии в проходящем свете. Анализ размера, концентрации, формы и ориентации наночастиц в пленке проводился с применением электронной микроскопии. Основные результаты. Показано, что возникновение дихроизма происходит в результате воздействия на пленки лазерным излучением с плотностью энергии от 43 до 99 мДж/см2 за импульс при скорости сканирования 1 мм/с. Выявлено, что при данных значениях плотности энергии происходит формирование эллипсоидных наночастиц, большая ось которых преимущественно ориентирована вдоль линии поляризации фемтосекундного излучения вне зависимости от направления сканирования. В результате лазерного облучения модифицированные области пленки приобрели дихроизм. При параллельном расположении оси поляризации падающего света с направлением линейной поляризации фемтосекундного излучения, с помощью которого осуществляется запись, происходит смещение пика плазмонного резонанса в длинноволновую область спектра. При повороте модифицированных областей на 90° пик плазмонного резонанса смещается в коротковолновую область спектра. При плотности энергии выше 99 мДж/см2 дихроизм сохраняется, но эффект дихроизма снижается, размер наночастиц уменьшается и начинается постепенное разрушение матрицы пленки с образованием наноразмерных пор и трещин. Обсуждение. Полученные результаты могут найти применение при записи поляризационночувствительных элементов малых размеров, спектральное пропускание которых зависит от ориентации вектора линейной поляризации падающего на них света. Предложенный подход позволяет корректировать положение пика плазмонного резонанса в спектральном диапазоне от 450 до 650 нм и может найти применение для повышения чувствительности фотодетекторов в требуемом спектральном диапазоне.
Ключевые слова:
Постоянный URL
Статьи в номере
- Оптические свойства границы раздела тонких пленок оксидов индия и олова с лазерно-осажденными одностенными углеродными нанотрубками
- Применение ксантеновых флуоресцентных красителей для обнаружения микропластика в почве и проведения фитотестов
- Исследование влияния управляющего напряжения фазового модулятора на основе ниобата лития на величину паразитной амплитудной модуляции и распределение интенсивности оптического излучения на торцах канальных волноводов
- Оценка количественного состава ингибиторов гидратообразования по их инфракрасным спектрам
- Магнитооптические свойства молекул атмосферного воздуха
- Оценка плотности плазмы в воде на основе теории Келдыша при изменении длины волны накачки
- Люминесцентные и колориметрические свойства покрытых оболочкой диоксида кремния сферических нанокристаллов теллурида кадмия во внешнем электрическом поле
- Синтез наблюдателя электродвижущей силы вращения синхронного двигателя с возбуждением от постоянных магнитов с переключаемой структурой и самонастраивающимися подсистемами фильтрации и оценки углового положения
- Совершенствование алгоритма обработки данных от мультисенсорной системы в задачах определения показателей качества растительных масел
- Совместное легирование тетрабората лития переходными и щелочными металлами
- Анализ химических взаимодействий при заполнении цезием газовой ячейки квантового магнитометра
- Полимерно-солевой синтез и исследование структуры нанопорошков модифицированного ванадием алюмоиттриевого граната
- Повышение безопасности медицинских данных в облачных средах с помощью двойной аутентификации и оптимального шифрования с настройкой ключей
- Устранение искажений слабых изображений астрономических объектов на примере Сатурна, Юпитера и их спутников
- Метод формирования сегментов информационной последовательности с использованием функционала качества моделей обработки
- Метод удаления размытия видеоизображения на смартфоне при движении
- Подход к обнаружению неконвенциональной пиксельной атаки на нейронные сети обработки изображений методами статистического анализа
- О влиянии сосредоточенного включения на спектр собственных колебаний струны и балки Бернулли–Эйлера
- Восстановление нестационарного теплового потока от аккумулятора тепловой энергии путем решения обратной задачи теплопроводности
- Применение теории нечетких множеств при решении задач управления временным ресурсом радиолокационной станции мониторинга космического пространства
- Количественная оценка и моделирование биомеханических характеристик голеностопного сустава