Вышедшие номера
Home » Оптика и спектроскопия » Год 2025, выпуск 8 » Статья стр. 838
<<<>>>
Центры серебра, сформированные в цинко-фосфатном стекле фемтосекундным лазером
Российский научный фонд, «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами», 23-12-00102
Срабионян В.В.1, Шахгильдян Г.Ю.2, Липатьев А.С.2, Ветчинников М.П.2, Дурыманов В.А.1, Викленко И.А.1, Рубаник Д.С.1, Михейкин А.С.1, Бугаев А.Л.3, Авакян Л.А.1, Сигаев В.Н.2, Бугаев Л.А.1
1Южный федеральный университет, физический факультет, Ростов-на-Дону, Россия
2Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева, Москва, Россия
3Институт Пауля Шеррера, Виллиген, Швейцария
Email: bugaev@sfedu.ru
Поступила в редакцию: 1 июня 2025 г.
В окончательной редакции: 1 июня 2025 г.
Принята к печати: 22 августа 2025 г.
Выставление онлайн: 29 сентября 2025 г.
PDF версия
Методами рентгеновской абсорбционной, оптической спектроскопии поглощения и просвечивающей электронной микроскопии определено строение центров серебра, сформированных при различных скоростях записи фемтосекундным лазером в цинк-фосфатном стекле, допированном ионами Ag+ и Nd3+. Установлено, что при скоростях лазерной записи от 1 до 10 μm/s в области лазерных треков происходит формирование суб-нанометровых нанокластеров (НК) и преимущественно малых (≤2 nm) НЧ серебра без заметной границы между размерами НК и НЧ. При этом имеется незначительное количество серебряных НЧ с размерами больше 3-5 nm. Формирование НЧ серебра в области треков подтверждено наличием хорошо выраженного локализованного поверхностного плазмонного резонанса (LSPR) в спектрах оптического поглощения этих областей стекла при скоростях записи ≤10 μm/s. Полученная зависимость характеристик LSPR от скорости лазерной записи показала, что НЧ серебра, сформированные при скоростях ≤5 μm/s, обладают наиболее ярко выраженным резонансом, локализованным на длине волны ~450 nm. Изменение скорости записи влияет существенно на величину LSPR, но слабо на его положение в шкале длин волн, что свидетельствует об отсутствии как агломератов НЧ, так и НЧ крупного размера. Оценена доля ионов серебра, связанных с кислородом, и доля атомов Ag, входящих в состав НК/НЧ серебра, в области лазерных треков. В результате лазерных записей ионы неодима остаются в состоянии Nd3+, не формируя заметных агломераций в области треков. Полученные результаты способствуют развитию метода лазерных записей для пространственного проектирования плазмонных наноструктур желаемого размера и степени агломерации в стеклах, содопированных ионами плазмонных и редкоземельных металлов. Ключевые слова: цинк-фосфатное стекло, метод прямой записи фемтосекундным лазером, нанокластеры/наночастицы серебра, локализованный поверхностный плазмонный резонанс, локальное электрическое поле.
  1. Q. Pan, D. Yang, G. Dong, J. Qiu, Z. Yang. Prog. Mater. Sci., 130, 100998 (2022). DOI: 10.1016/j.pmatsci.2022.100998
  2. T. Cesca, B. Kalinic, C. Maurizio, C. Scian, G. Battaglin, P. Mazzoldi, G. Mattei. Nanoscale, 6 (3), 1716-1724 (2014). DOI: 10.1039/C3NR04108E
  3. A.S. Kuznetsov, V.K. Tikhomirov, M. V. Shestakov, V. V. Moshchalkov. Nanoscale, 5 (21), 10065 (2013). DOI: 10.1039/c3nr02798h
  4. E. Trave, M. Back, E. Cattaruzza, F. Gonella, F. Enrichi, T. Cesca, B. Kalinic, C. Scian, V. Bello, C. Maurizio, G. Mattei. J. Lumin., 197, 104-111 (2018). DOI: 10.1016/J.JLUMIN.2018.01.025
  5. W. Zhang, J. Lin, M. Cheng, S. Zhang, Y. Jia, J. Zhao. J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transf., 159, 39-52 (2015). DOI: 10.1016/j.jqsrt.2015.03.002
  6. N.N. Yusof, S.K. Ghoshal, S.A. Jupri, M.N. Azlan. Opt. Mater. (Amst)., 110, 110403 (2020). DOI: 10.1016/j.optmat.2020.110403
  7. M.P. Vetchinnikov, G.Y. Shakhgildyan, E.S. Ignat'eva, A.I. Ozerova, K.I. Runina, V.N. Sigaev. Glas. Ceram., 81 (9-10), 391-397 (2025). DOI: 10.1007/s10717-025-00716-2
  8. G. Shakhgildyan, L. Avakyan, M. Ziyatdinova, G. Atroshchenko, N. Presnyakova, M. Vetchinnikov, A. Lipatiev, L. Bugaev, V. Sigaev. J. Non. Cryst. Solids, 566, 120893 (2021). DOI: 10.1016/j.jnoncrysol.2021.120893
  9. P. Cheng, Y. Zhou, X. Su, M. Zhou, Z. Zhou. J. Alloys Compd., 714, 370-380 (2017). DOI: 10.1016/j.jallcom.2017.04.067
  10. V.V. Srabionyan, M.P. Vetchinnikov, D.S. Rubanik, V.A. Durymanov, I.A. Viklenko, L.A. Avakyan, E.M. Zinina, G.Y. Shakhgildyan, V.N. Sigaev, L.A. Bugaev. J. Non. Cryst. Solids, 631, 122927 (2024). DOI: 10.1016/j.jnoncrysol.2024.122927
  11. В.В. Срабионян, Д.С. Рубаник, В.А. Дурыманов, И.А. Викленко, Л.А. Авакян, Л.А. Бугаев. Опт. и спектр., 133 (4), 408-414 (2025). DOI: 10.61011/OS.2025.04.60538.7618-24
  12. A.I. Ignatiev, D.A. Klyukin, V.S. Leontieva, N. V. Nikonorov, T.A. Shakhverdov, A.I. Sidorov. Opt. Mater. Express, 5 (7), 1635 (2015). DOI: 10.1364/OME.5.001635
  13. G.Y. Shakhgildyan, A.S. Lipatiev, S.S. Fedotov, M.P. Vetchinnikov, S.V. Lotarev, V.N. Sigaev. Ceram. Int., 47 (10), 14320-14329 (2021). DOI: 10.1016/j.ceramint.2021.02.012
  14. U. Hoppe, G. Walter, R. Kranold, D. Stachel. J. Non. Cryst. Solids, 263-264, 29-47 (2000). DOI: 10.1016/S0022-3093(99)00621-3
  15. I. Konidakis, A. Karagiannaki, E. Stratakis. Nanoscale, 14 (8), 2966-2989 (2022). DOI: 10.1039/D1NR07711B
  16. Y. Petit, S. Danto, T. Guerineau, A. Abou Khalil, A. Le Camus, E. Fargin, G. Duchateau, J.-P. Berube, R. Vallee, Y. Messaddeq, T. Cardinal, L. Canioni. Adv. Opt. Technol., 7 (5), 291-309 (2018). DOI: 10.1515/aot-2018-0037
  17. A.S. Lipat'ev, G.Y. Shakhgildyan, T.O. Lipat'eva, S. V. Lotarev, S.S. Fedotov, M.P. Vetchinnikov, E.S. Ignat'eva, N. V. Golubev, V.N. Sigaev, P.G. Kazanskii. Glas. Ceram., 73 (7-8), 277-282 (2016). DOI: 10.1007/s10717-016-9872-1
  18. G.Y. Shakhgildyan, M.Z. Ziyatdinova, M.P. Vetchinnikov, S.V. Lotarev, V.I. Savinkov, N.N. Presnyakova, E.V. Lopatina, G.A. Vilkovisky, V.N. Sigaev. J. Non. Cryst. Solids, 550, 120408 (2020). DOI: 10.1016/j.jnoncrysol.2020.120408
  19. G.Y. Shakhgildyan, A.S. Lipatiev, M.P. Vetchinnikov, V.V. Popova, S.V. Lotarev, N.V. Golubev, E.S. Ignat'eva, M.M. Presniakov, V.N. Sigaev. J. Non. Cryst. Solids, 481, 634-642 (2018). DOI: 10.1016/j.jnoncrysol.2017.12.011
  20. G.Y. Shakhgil'dyan, A.S. Lipat'ev, M.P. Vetchinnikov, V. V. Popova, S. V. Lotarev, V.N. Sigaev. Glas. Ceram., 73 (11), 420-422 (2017). DOI: 10.1007/s10717-017-9902-7
  21. L.A. Avakyan, M. Heinz, A. V Skidanenko, K.A. Yablunovski, J. Ihlemann, J. Meinertz, C. Patzig, M. Dubiel, L.A. Bugaev. J. Phys. Condens. Matter, 30 (4), 045901 (2018). DOI: 10.1088/1361-648X/aa9fcc
  22. D.W. Mackowski, M.I. Mishchenko. J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transf., 112 (13), 2182-2192 (2011). DOI: 10.1016/j.jqsrt.2011.02.019
  23. M. Heinz, V. V. Srabionyan, A.L. Bugaev, V. V. Pryadchenko, E. V. Ishenko, L.A. Avakyan, Y. V. Zubavichus, J. Ihlemann, J. Meinertz, E. Pippel, M. Dubiel, L.A. Bugaev. J. Alloys Compd., 681, 307-315 (2016). DOI: 10.1016/j.jallcom.2016.04.214
  24. B. Ravel, M. Newville. J. Synchrotron Radiat., 12 (4), 537-541 (2005). DOI: 10.1107/S0909049505012719
  25. B.A. Manning, S.R. Kanel, E. Guzman, S.W. Brittle, I.E. Pavel. J. Nanoparticle Res., 21 (10), 213 (2019). DOI: 10.1007/s11051-019-4656-5
  26. M. Newville, B. Ravel. In: IFEFFIT and LARCH, 2021, pp. 791-795. DOI: 10.1107/S1574870720003407
  27. M. Heinz, V.V. Srabionyan, A.L. Bugaev, V.V. Pryadchenko, E.V. Ishenko, L.A. Avakyan, Y.V. Zubavichus, J. Ihlemann, J. Meinertz, E. Pippel, M. Dubiel, L.A. Bugaev. J. Alloys Compd., 681, 307-315 (2016). DOI: 10.1016/j.jallcom.2016.04.214
  28. N. Marquestaut, Y. Petit, A. Royon, P. Mounaix, T. Cardinal, L. Canioni. Adv. Funct. Mater., 24 (37), 5824-5832 (2014). DOI: 10.1002/adfm.201401103
  29. V.V. Srabionyan, L.A. Avakyan, V.A. Durymanov, D.S. Rubanik, I.A. Viklenko, A.V. Skunova, L.A. Bugaev. J. Phys. Chem. Solids, 179, 111412 (2023). DOI: 10.1016/j.jpcs.2023.111412
  30. M.P. Vetchinnikov, V.V. Srabionyan, E.M. Zinina, E.S. Ignat'eva, K.I. Runina, V.A. Durymanov, I.A. Viklenko, D.S. Rubanik, I.V. Pankov, E.V. Khramov, A.A. Veligzhanin, L.A. Avakyan, G.Y. Shakhgildyan, V.N. Sigaev, L.A. Bugaev. J. Non. Cryst. Solids, 646, 123250 (2024). DOI: 10.1016/j.jnoncrysol.2024.123250
  31. J. Timoshenko, S. Roese, H. Hovel, A.I. Frenkel. Radiat. Phys. Chem., 175, 108049 (2020). DOI: 10.1016/j.radphyschem.2018.11.003

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

© 2025 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme