Регистрация / Вход
Прислать материал

Наночастицы Si и SiO2, синтезированные методом лазерной абляции

Фамилия
Гудков
Имя
Денис
Отчество
Владимирович
Номинация
Материаловедение
Институт
Новых материалов и нанотехнологий (ИНМиН)
Кафедра
Материаловедения полупроводников и диэлектриков
Академическая группа
ММТМ-16-4-4
Научный руководитель
Асс. преп. каф. МПиД Эйдельман К.Б.
Название тезиса
Наночастицы Si и SiO2, синтезированные методом лазерной абляции
Тезис

Одним из методов получения наночастиц (НЧ) является лазерная абляция. Метод лазерной абляции основан на взаимодействии лазерного излучения с поверхностью мишени. При каждом взаимодействии лазерного излучения с поверхностью твердой мишени происходит наработка наночастиц.

В данной работе использовался метод лазерной абляции в жидкости. В качестве мишени использовалась пластина кремния. В работе использовалась установка «Минимаркер 2» на основе волоконного иттербиевого лазера. После 1000 проходов полученный раствор был собран при помощи шприцов. Далее была проведена дополнительная обработка коллоидных растворов. Для раствора 2 это 250 дополнительных прохода, для раствора 3 – 500. Каждые 50 проходов растворы помещались в ультразвуковую ванну.

Структурные исследования проводились методом просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) на приборе JEOL-2100.

Количественный анализ полученных наночастиц проводился методом динамического рассеяния света (ДРС) на анализатор размера частиц SZ100.

Анализ дифрактограмм показал, что в растворах присутствует как кристаллическая, так и аморфная фаза кремния, а также оксид кремния.

По полученным светлопольным изображения, был проведен расчет средних размеров наночастиц, после каждого этапа обработки. Общий размер НЧ варьируется от 10 до 320 нм. Присутствуют кластеры НЧ размером от 300 - 900 нм.

При помощи метода динамического рассеивания света был проведен анализ размера НЧ в полученных растворах. Результаты этого анализа приведены на рисунке 1.

Рисунок 1 – Размеры НЧ полученных методом ДРС.

Выводы

В данной работе рассматривались наночастицы кремния, полученные методом лазерной абляции в жидкости.

В растворах присутствует кристаллическая и аморфная фаза кремния, а также оксид кремния.

Повторная обработка коллоидных растворов ведет к уменьшению среднего размера наночастиц и увеличению процентного соотношения аморфного кремния.

При помощи ПЭМ и ДРС удалось установить форму, средний размер и соотношение НЧ.

НЧ обладают сферической формой, могут также образовывать агломераты размером до 900 нм. 

Для 1000 проходов – средний размер НЧ 150 нм и 30%.

Для 1000+250 проходов – 130 нм и 30%.

Для 1000+500 проходов – 130 нм и 25%.