Вышедшие номера
Home » Оптика и спектроскопия » Год 2026, выпуск 8 » Статья стр. 889
<<<>>>
Размеронезависимое и эффективное фототермическое преобразование солнечного света на наночастицах TiN и Ti3C2 MXene в сравнении с Au
Российский научный фонд, 25-79-10108
Российский научный фонд, 23-13-00276
Министерство образования и науки Российской Федерации, 24-45-00021
Ефременко В.Г.1, Мартынов И.В.2, Антонычева Е.А.1, Веселова И.А.3, Ушков А.А.2, Вишневый А.А.2, Лейман В.Г.2, Целиков Г.И.2, Арсенин А.В.2, Сюй А.В.2
1Кафедра физики и теоретической механики, Дальневосточный государственный университет путей сообщения, Хабаровск, Россия
2Центр фотоники и двумерных материалов, Московский физико-технический институт, Долгопрудный, Россия
3Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова (химический факультет), Москва, Россия
Email: alsyuy271@gmail.com
Поступила в редакцию: 1 декабря 2025 г.
В окончательной редакции: 8 декабря 2025 г.
Принята к печати: 10 декабря 2025 г.
Выставление онлайн: 7 сентября 2026 г.
PDF версия
Проведено сравнительное теоретическое моделирование фототермических характеристик наночастиц Au, нитрида титана (TiN) и Ti3C2 MXene. Для количественной оценки производительности в условиях солнечного облучения (AM1.5G) применен критерий интегральной фототермической эффективности (IPCE), учитывающий спектральное распределение солнечной энергии и соотношение поглощения и рассеяния. Расчеты показывают, что TiN и Ti3C2 демонстрируют высокую IPCE (>90 %), которая слабо зависит от размера частиц в диапазоне диаметров 20-100 nm. В отличие от этого эффективность наночастиц Au значительно снижается при отклонении от оптимального диаметра (~60 nm) вследствие роста потерь на рассеяние. Обнаруженная слабая зависимость эффективности от размера для TiN и Ti3C2 снижает требования к монодисперсности при синтезе и позиционирует эти соединения как перспективную платформу для масштабируемых фототермических систем. Ключевые слова: фототермическое преобразование, наночастицы, широкополосное поглощение, локализованный поверхностный плазмонный резонанс.
  1. G. Baffou, R. Quidant. Laser Photon. Rev., 7 (2), 171 (2012). DOI: 10.1002/lpor.201200003
  2. G. Baffou, F. Cichos, R. Quidant. Nat. Mater., 19 (9), 946 (2020). DOI: 10.1038/s41563-020-0740-6
  3. X. Bai, X. Qi, Y. Liu, J. Sun, T. Shen, L. Pan. Chem. Asian J., 20 (1), e202400993 (2025). DOI: 10.1002/asia.202400993
  4. B.L. Cushing, V.L. Kolesnichenko, C.J. O'Connor. Chem. Rev., 104, 3893 (2004). DOI: 10.1021/cr030027b
  5. R. Li, L. Zhang, L. Shi, P. Wang. ACS Nano, 11 (4), 3752-3759 (2017). DOI: 10.1021/acsnano.6b08415
  6. V. Amendola, M. Meneghetti. Phys. Chem. Chem. Phys., 11, 3805 (2009). DOI: 10.1039/b900654k
  7. A.V. Syuy, I.V. Martynov, D.I. Tselikov, G.I. Tselikov, V.G. Efremenko, D.V. Dyubo, M.S. Gurin, D.S. Shtarev, A.V. Arsenin, V.S. Volkov. Bull. Russ. Acad. Sci.: Physics, 88 (3), S443 (2004). DOI: 10.1134/s1062873824709991
  8. I.A. Zavidovskiy, I.V. Martinov, D.I. Tselikov, A.V. Syuy, A.A. Popov, S.M. Novikov, A.V. Kabashin, A.V. Arsenin, G.I. Tselikov, V.S. Volkov, A.D. Bolshakov. Nanomaterials, 14 (23), 1961 (2024). DOI: 10.3390/nano14231961
  9. A.A. Ushkov, D.V. Dyubo, N.M. Belozerova, I.S. Kazantsev, D.I. Yakubovsky, A.V. Syuy, G.V. Tikhonowski, D.I. Tselikov, I.V. Martinov, G.A. Ermolaev, D.V. Grudinin, A.V. Melentyev, A.A. Popov, A.I. Chernov, A.D. Bolshakov A.A. Vyshnevyy, A.V. Arsenin, A.V. Kabashin, G.I. Tselikov, V.S. Volkov. Nanomaterials, 15 (1), 4 (2024). DOI: 10.3390/nano15010004
  10. Q. Yu, P. Guan, D. Qin, G. Golden, P.M. Wallace. Nano Lett., 8 (7), 1923-8 (2008). DOI: 10.1021/nl0806163
  11. P. Zhang, S. Yang, L. Wang, L. Zhao, Z. Zhu, B. Liu, J. Zhong, X. Sun. Nanotechnology, 25 (24), 245301 (2014). DOI: 10.1088/0957-4484/25/24/245301
  12. S. Link, M.A. El-Sayed. Int. Rev. Phys. Chem., 19 (3), 409 (2000). DOI: 10.1080/01442350050034180
  13. U. Aslam, S. Chavez, S. Linic. Nat. Nanotechnol., 12 (10), 1000 (2017). DOI: 10.1038/nnano.2017.131
  14. D. Baranowska, B. Sroda, T. Kv edzierski, Z. Bowen, L. Xiaoguang, E. Mijowska, B. Zielinska. Adv. Compos. Hybrid. Mater., 8, 264 (2025). DOI: 10.1007/s42114-025-01342-w
  15. G.V. Naik, V.M. Shalaev, A. Boltasseva. Adv. Mater., 25 (24), 3264-94 (2013). DOI: 10.1002/adma.201205076
  16. A.V. Syuy, I.V. Martynov, I.A. Zavidovskiy, D.V. Dyubo, Q. Sun, X. Yang, G.V. Tikhonowski, D.I. Tselikov, M.S. Savinov, I.V. Sozaev, A.A. Popov, S.M. Klimentov, G.I. Tselikov, V.S. Volkov, S.M. Novikov, A.V. Arsenin, X. Zhao, A.V. Kabashin. Phys. Scr., 99, 115914 (2024). DOI: 10.1088/1402-4896/ad7cda
  17. W. Li, U. Guler, N. Kinsey, G.V. Naik, A. Boltasseva, J. Guan, V.M. Shalaev, A.V. Kildishev. Adv. Mater., 26 (47), 7959-65 (2014). DOI: 10.1002/adma.201401874
  18. R. Li, L. Zhang, L. Shi, P. Wang. ACS Nano., 11 (4), 3752 (2017). DOI: 10.1021/acsnano.6b08415
  19. D. Jiang, J. Zhang, S. Qin, Z. Wang, K.A.S. Usman, D.Y. Hegh, J. Liu, W. Lei, J.M. Razal. ACS Nano., 15 (3), 5000 (2021). DOI: 10.1021/acsnano.0c09959
  20. B. Zhang, Q. Gu, C. Wang, Q. Gao, J. Guo, P.W. Wong, C.T. Liu, A.K. An. ACS Аppl. Mater. \& Interfaces, 13 (3), 3762 (2021). DOI: 10.1021/acsami.0c16054
  21. A.A. Popov, G.I. Tselikov, N. Dumas, C. Berard, K. Metwally, N. Jones, A. Al Kattan, B. Larrat, D. Braguer, S. Mensah, A. Da Silva, M.A. Esteve, A.V. Kabashin. Sci. Rep., 9, 1194 (2019). DOI: 10.1038/s41598-018-37519-1
  22. S. Farooq, C.V.P. Vital, G.V. Tikhonowski, A.A. Popov, S.M. Klimentov, L.A. Gomez Malagon, R.E. de Araujo, A.V. Kabashin, D. Rativa. Solar Energy Materials and Solar Cells, 252, 112203 (2023). DOI: 10.1016/j.solmat.2023.112203
  23. C.C. Chang, J. Nogan, Z.P. Yang, Wilton J.M. Kort-Kamp, R. Willard, T.S. Luk, D.A.R. Dalvit, Abul K. Azad, H.T. Chen. Sci. Rep., 9, 15287 (2019). DOI:10.1038/s41598-019-51236-3
  24. M. Naguib, M.W. Barsoum, Y. Gogotsi. Adv. Mater., 33, 2103393 (2021). DOI: 10.1002/adma.202103393
  25. D.A. Panova, G.I. Tselikov, G.A. Ermolaev, A.V. Syuy, D.S. Zimbovskii, O.O. Kapitanova, D.I. Yakubovsky, A.B. Mazitov, I.A. Kruglov, A.A. Vyshnevyy, A.V. Arsenin, V.S. Volkov. Opt. Lett., 49, 25 (2024). DOI: 10.1364/OL.503636
  26. Y. Zuo, Y. Gao, Sh. Qin, Zh. Wang, D. Zhou, Zh. Li, Y. Yu, M. Shao, X. Zhang. Nanophotonics, 9 (1), 123 (2020). DOI: 10.1515/nanoph-2019-0338
  27. G.Tselikov, A. Minnekhanov, G. Ermolaev, G. Tikhonowski, I. Kazantsev, D. Dyubo, D. Panova, D. Tselikov, A. Popov, A. Mazitov, S. Smirnov, F. Lipilin, U. Ahsan, N. Orekhov, I. Kruglov, A. Syuy, A.V. Kabashin, B. Chichkov, Z. Sofer, A. Arsenin, K. Novoselov, V. Volkov. ASC Nano, 19, 22820 (2025). DOI: 10.1021/acsnano.5c00546
  28. D.I. Yakubovsky, A.V. Arsenin, Yu.V. Stebunov, D.Yu. Fedyanin, V.S. Volkov. Opt. Express, 25, 25574 (2017). DOI: 10.1364/OE.25.025574
  29. G.V. Naik, J. Kim, A. Boltasseva. Opt. Mater. Express, 1 (6), 1090 (2011). DOI: 10.1364/OME.1.001090

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2026 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme