Особливості формування вуглецевих наночастинок під впливом лазера в режимі генерації подвійних імпульсів
Анотація
У цьому дослідженні досліджується морфологія вуглецевих наночастинок, утворених шляхом абляції вуглецевої мішені MPG-6 у водному середовищі. У процесі абляції використовувався лазер на алюмінієво-ітрієвому гранаті LS-2134D (довжина хвилі: 1064 нм), що працює в режимі подвійного імпульсу (розділення імпульсів: 3 мкс, тривалість імпульсу: 10 нс, частота повторення імпульсу: 10 Гц, енергія одного імпульсу: ~ 0,05 Дж). Результати демонструють формування різноманітного діапазону вуглецевих наночастинок різного розміру та форми під час лазерної абляції. Крім того, дослідження демонструє здатність контролювати процес абляції та подальший синтез вуглецевих наночастинок, досягаючи ефективного генерування наночастинок, придатних для різних застосувань.
Завантаження
Посилання
C. Thamaraiselvan, J. Wang, D.K. James, P. Narkhede, S.P. Singh, D. Jassby, J.M. Tour, and C.J. Arnusch, “Laser-induced graphene and carbon nanotubes as conductive carbon-based materials in environmental technology,” Materials Today, 34, 115 131 (2020). https://doi.org/10.1016/j.mattod.2019.08.014
R. Ye, X. Han, D.V. Kosynkin, Y. Li, C. Zhang, B. Jiang, A.A. Martí, and J.M. Tour, “Laser-induced conversion of teflon into fluorinated nanodiamonds or fluorinated graphene,” ACS nano, 12(2), 1083-1088 (2018). https://doi.org/10.1021/acsnano.7b05877
S. Juodkazis, H. Misawa, T. Hashimoto, E.G. Gamaly, and B. Luther-Davies, “Laser-induced microexplosion confined in a bulk of silica: formation of nanocavities,” Applied Physics Letters, 88(20), 201909 (2006). http://dx.doi.org/10.1063/1.2204847
F. Migliorini, S. Belmuso, D. Ciniglia, R. Dondè, and S. De Iuliis, “A double pulse LII experiment on carbon nanoparticles: insight into optical properties,” Physical Chemistry Chemical Physics, 24(33), 19837-19843 (2022). https://doi.org/10.1039/D2CP02639B
K. Habiba, V.I. Makarov, B.R. Weiner, and G. Morell, “Fabrication of Nanomaterials by Pulsed Laser Synthesis,” Manufacturing Nanostructures, 10, 263-92 (2014). http://dx.doi.org/10.13140/RG.2.2.16446.28483
E. Rodriguez, and L. Fernandez, “Role of laser parameters in the formation of carbon nanoparticles under dual-pulse irradiation,” Optics Express, 30(18), 25400-25410 (2022). https://doi.org/10.1364/OE.30.025400
A. Rybaltovsky, E. Epifanov, D. Khmelenin, A. Shubny, Y. Zavorotny, V. Yusupov, and N. Minaev, “Two Approaches to the Laser-Induced Formation of Au/Ag Bimetallic Nanoparticles in Supercritical Carbon Dioxide,” Nanomaterials, 11(6), 1553 (2021). https://doi.org/10.3390/nano11061553
Y. Shao, A. Pan, H. Yang, W. Zhang, X. Zhang, and G. Wang, “Formation mechanism of graphene quantum dots assisted by nitrogen and its application in detection of Hg2+,” Journal of Colloid and Interface Science, 512, 777-785 (2018). https://doi.org/10.1016/j.jcis.2017.10.044
F. Liu, and H.M Cheng, “Hydrothermal synthesis of graphene-based materials: Progress and challenges,” Chemical Communications, 49(50), 5203-5212 (2013). https://doi.org/10.1039/C3CC00165J
O.O. Kurakevych, V.L. Solozhenko, and Y.L. Godec, “Single-crystal structures of carbon nitrides obtained by decomposition of melamine under high pressure,” The Journal of Physical Chemistry C, 115(45), 22392-22398 (2011). https://doi.org/10.1021/jp2073456
J. Wang, X. Zhang, Y. Chen, and M. Sommerfeld, “Ultrafast formation of graphene on dielectric surfaces,” Applied Physics Letters, 108(11), 111602 (2016). https://doi.org/10.1063/1.4943961
Z Wang, X. Lu, and C. Wang, “Laser-induced graphene: preparation, functionalization, and applications,” Chemical Society Reviews, 44(9), 2629-2642 (2015). https://doi.org/10.1039/C4CS00320G
A. Kaczmarek, P. Denis, M. Krajewski, T. Mościcki, A. Małolepszy, and J. Hoffman, “Improved Laser Ablation Method for the Production of Luminescent Carbon Particles in Liquids,” Materials, 14(9), 2365 (2021). https://doi.org/10.3390%2Fma14092365
O.A. Lazăr, A.S. Nikolov, C.C. Moise, and M. Enachescu, “Pulsed Laser Ablation in Liquids for Fabrication of Noble Metal Nanostructures,” in: Laser Ablation – Applications and Modeling, edited by Dr. M. Harooni, (IntechOpen, 2023). http://dx.doi.org/10.5772/intechopen.111550
D. Qi, X. Li, P. Wang, S. Chen, W. Huang, C. Li, K. Huang, et al., “Evolution of Laser-Induced Specific Nanostructures on SiGe Compounds via Laser Irradiation Intensity Tuning,” 6(1), 1-5 (2014). http://dx.doi.org/10.1109/JPHOT.2013.2294631
A.G. Anisovich, A.P. Laskovnev, M.I. Markevich, A.N. Malyshko, and V.I. Zhuravleva, “Preparation of silicon and aluminum nanoparticles in an aqueous solution,” Foundry production and metallurgy, (2), 76-80 (2021). https://doi.org/10.21122/1683-6065-2021-2-76-80. (in Russian)
A.G. Anisovich, I.P. Akula, A.P. Laskovnev, M.I. Markevich, and N.M Chekan, “Creation and research of antistatic carbon coatings on fabric 05С8-КВ, modified by metal clusters,” Foundry production and metallurgy, (4), 113-117 (2020). https://doi.org/10.21122/1683-6065-2020-4-113-117. (in Russian)
D.J. Asanov, “Pulse photon processing of a thin-film Si/Mg/Si/Sitall,” System Science and Society scientific and methodological journal, (1), 4-6 (2023). (in Russian)
M.I. Markevich, and D.J. Asanov, “Effect of laser radiation on photomagnetic materials based on silicon doped with impurities,” in: XV International Conference “Solid State Physics” (FTT-XV), (L.N. Gumilyov Eurasian National University, Astana, Kazakhstan, 2022), pp. 91-94.
D.M. Esbergenov, E.M. Naurzalieva, and S.A. Tursinbaev, “Enhancing the perfection of a silicon crystal doped with nickel and zinc impurities,” East European Journal of Physics, (4), 172-176 (2023). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2023-4-19
Авторське право (c) 2024 Марія І. Маркевич, Амангельді Б. Камалов, Дауран Дж. Асанов, Дар'ябай М. Есбергенов, Манзура А. Казакбаєва
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
