УДК: 535.399

Исследование морфологических особенностей наночастиц серебра в приповерхностных слоях стекла при их синтезе методом термообработки в парах воды

Егоров В.И., Нащекин А.В., Образцов П.А., Сидоров А.И., Брунков П.Н.

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Егоров В.И., Нащекин А.В., Образцов П.А., Сидоров А.И., Брунков П.Н. Исследование морфологических особенностей наночастиц серебра в приповерхностных слоях стекла при их синтезе методом термообработки в парах воды // Оптический журнал. 2013. Т. 80. № 3. С. 61–67.

Egorov V.I., Nashchekin A.V., Obraztsov P.A., Sidorov A.I., Brunkov P.N. Investigation of the morphological features of silver nanoparticles in the near-surface layers of glass when they are synthesized by heat treatment in water vapor [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2013. V. 80. № 3. P. 61–67.

Ссылка на англоязычную версию:

V. I. Egorov, A. I. Sidorov, A. V. Nashchekin, P. A. Obraztsov, and P. N. Brunkov, "Investigation of the morphological features of silver nanoparticles in the near-surface layers of glass when they are synthesized by heat treatment in water vapor," Journal of Optical Technology. 80(3), 174-178 (2013). https://doi.org/10.1364/JOT.80.000174

Аннотация:

Представлены экспериментальные результаты синтеза наночастиц серебра в приповерхностных слоях стекол методом термообработки в парах воды. Показано, что наличие трещиноватого слоя на поверхности стекла оказывает существенное влияние на форму наночастиц серебра, что проявляется в спектрах поглощения стекол. Установлено, что в нанотрещинах и на поверхности стекла, при вводе серебра методом термодиффузии из пленки, наночастицы серебра имеют форму сплющенных эллипсоидов, в то время как в объеме стекла они принимают сферическую форму. Показано, что при вводе серебра в стекло методом ионного обмена, при последующей термообработке в парах воды, часть серебра выходит на поверхность стекла, образуя структурированную пленку.

Ключевые слова:

стекло, серебро, наночастица, плазмонный резонанс

Благодарность:

Работа выполнена при поддержке ФЦП “Научные и научно-педагогические кадры инновационной России” на 2009–2013 г. (контракт П412 12.05.2010, Минобрнауки РФ), ФЦП “Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007–2012 годы” (контракт № 16.552.11.7002 29.04.2011, Минобрнауки РФ), а также аналитической ведомственной целевой программы “Развитие научного потенциала высшей школы” (проекты № РНП 2.1.1/10450 и № РНП № 2.1.1/10621 Минобрнауки РФ). Работа выполнена с использованием оборудования регионального ЦКП “Материаловедение и диагностика в передовых технологиях”.

Коды OCIS: 160.2750; 160. 4236

Список источников:

1. Климов В.В. Наноплазмоника. М.: Физматлит, 2009. 480 с.
2. Eichelbaum M., Rademann K. Plasmonic Enhancement or Energy Transfer? On the Luminescence of Gold-, Silver-, and Lanthanide-Doped Silicate Glasses and Its Potential for Light-Emitting Devices // Adv. Funct. Mater. 2009. V. 19. P. 1–8.
3. Chen Y., Jaakola J.J., Saynatjoki A., Tervonen A., Honkanen S. Glass-embedded silver nanoparticle patterns by masked ion-exchange process for surface-enhanced Raman scattering // J. Raman Spectr. 2011. V. 42. P. 936–940.
4. Silver nanoparticles, Edited by D.P. Perez. Vukovar: In-Tech, Croatia. 2010. 334 p.
5. Глебов Л.Б., Никоноров Н.В., Панышева Е.И., Петровский Г.Т., Савин В.В., Цехомский В.А. Мультихромные стекла – новые материалы для записи объемных фазовых голограмм // ДАН СССР. 1990. Т. 314. № 4. С. 849–853.
6. Dotsenko A.V., Glebov L.B., Tsekhomsky V.A. Physics and chemistry of photochromic glasses. N. Y.: CRC Press, 1998. 190 p.
7. Tervonen А., West B.R., Honkanen S. Ion-exchanged glass waveguide technology: a review // Opt. Eng. 2011. V. 50. P. 071107.

8. Ганеев Р.А., Ряснянский А.И., Степанов А.Л., Кодиров М.К., Усманов Т. Нелинейно-оптические свойства композиционных материалов на основе диэлектрических слоев, содержащих наночастицы меди и серебра // Опт. и спектр. 2003. Т. 95. С. 1034–1042.
9. Игнатьев А.И., Нащекин А.В., Неведомский В.М., Подсвиров О.А., Сидоров А.И., Соловьев А.П., Усов О.А. Особенности формирования наночастиц серебра в фототерморефрактивных стеклах при электронном облучении // ЖТФ. 2011. Т. 81. В. 5. С. 75–80.
10. Mohr C., Dubiel M., Hofmeister H. Formation of silver particles and periodic precipitate layers in silicate glass induced by thermally assisted hydrogen permeation // J. of Phys.: Cond. Matter. 2001. V. 13. P. 525–536.
11. Kaganovskii Yu., Mogilko E., Lipovskii A.A., Rosenbluh M. Formation of Nanoclusters in Silver-doped Glasses in Wet Atmosphere // J. Phys.: Conference Series. 2007. V. 61. P. 508–512.
12. Готра З.Ю. Технология микроэлектронных устройств. Справочник. М.: Радио и связь, 1991. 528 с.
13. Tervonen A., Honkanen S., Leppihalme M. Control of ion-exchanged waveguide profiles with Ag thin-film sources // J. Appl. Phys. 1987. V. 62. P. 759.
14. Вакуумная техника. Справочник. Под. ред. Е.С. Фролова, В.Е. Минайчева. М.: Машиностроение, 1985. 360 с.
15. Борен К., Хафмен Д. Поглощение и рассеяние света малыми частицами. М.: Мир, 1986. 664 с.
16. Stookey D., Beal G.H., Pierson J.E. Full-Color Photosensitive Glass // J. Appl. Phys. 1978. V. 49. P. 5114–5123.
17. Карпов С. В., Слабко В. В. Оптические и фотофизические свойства фрактально-структурированных золей металлов. Новосибирск: Изд. СО РАН, 2003. 265 с.
18. Sarychev A.K., Shalaev V.M. Giant high-order field moments in metal-dielectric films // Physica A. 1999. V. 266. P. 115.