Preview

Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE)

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Доступ платный или только для Подписчиков

ОСОБЕННОСТИ МОРФОЛОГИИ НАНОСТРУКТУР ОКСИДОВ ЦИРКОНИЯ, МОЛИБДЕНА И ВОЛЬФРАМА, СИНТЕЗИРОВАННЫХ МЕТОДОМ ЛАЗЕРНОЙ АБЛЯЦИИ МЕТАЛЛОВ В ВОДЕ

https://doi.org/10.15518/isjaee.2018.13-15.141-148

Полный текст:

Аннотация

Представлены результаты исследования состава и морфологии наноструктур оксидов переходных металлов: циркония, молибдена и вольфрама, полученных методом лазерной абляции чистых металлов в воде.

Высокие температура и давление в зоне взаимодействия импульсного лазерного луча с поверхностью металла в воде способствуют интенсивному синтезу оксидов в виде кластеров частиц размером около 1−2 нанометра, что характерно для металлов с высоким потенциалом ионизации. Как следует из данных рентгеноструктурного анализа и сканирующей электронной микроскопии, кластеры являются аморфным строительным материалом для наноструктур оксидов вышеперечисленных металлов. Продемонстрирована общность картины их строения, а именно, слоистость материала, из которого сложены пенистые образования, тонкостенные полые округлые частицы, пластины, нити и другие формы наноструктур. Проведённые исследования морфологических свойств полученных в данной работе наноструктур оксидов циркония, молибдена и вольфрама указывают на то, что эти наноструктуры в качестве субстратов позволят достичь высоких значений коэффициента усиления комбинационного рассеяния ~ 104 - 108. В этом диапазоне находятся данные по коэффициенту усиления, ранее полученные авторами в экспериментах по синтезу нанооксидов циркония при использовании их в качестве субстрата. Это указывает на то, что подобные наноструктуры оксидов молибдена и вольфрама также могут служить эффективными субстратами и применяться в качестве высокочувствительных сенсоров в анализаторах состава веществ на основе гигантского комбинационного рассеяния.

Об авторах

В Т. Карпухин
ФГБУН Объединенный институт высоких температур РАН
Россия

Вячеслав Тимофеевич Карпухин - доктор технических наук, главный научный сотрудник ОИВТ РАН.

стр. 2, д. 13, ул. Ижорская, Москва, 125412

Тел.: +7 (495) 485-83-45



М. М. Маликов
ФГБУН Объединенный институт высоких температур РАН
Россия

Михаил Максимович Маликов - доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник ОИВТ РАН.

стр. 2, д. 13, ул. Ижорская, Москва, 125412

Тел.: +7 (495) 485-83-45



Г. Е. Вальяно
ФГБУН Объединенный институт высоких температур РАН
Россия

Георгий Евгеньевич Вальяно - старший научный сотрудник  ОИВТ РАН.

стр. 2, д. 13, ул. Ижорская, Москва, 125412

Тел.: +7 (495) 485-83-45



Т. И. Бородина
ФГБУН Объединенный институт высоких температур РАН
Россия

Татьяна Ивановна Бородина  - кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник ОИВТ РАН.

стр. 2, д. 13, ул. Ижорская, Москва, 125412

Тел.: +7 (495) 485-83-45



М. А. Казарян
Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН
Россия

Мишик Айразатович Казарян - доктор физико-матемктических наук, ведущий научный сотрудник ФИАН.

д. 53, Ленинский пр-т, Москва, 119991

Тел.: +7 (499) 135-42-64



Список литературы

1. Koeber, R. Determination of benzo[a]pyrene diones in air particulate matter with liquid chromatography mass spectrometry / R. Koeber, J.M. Bayona, R. Niessner // Environ. Sci. Technol. ‒ 1999. ‒ Vol. 33. – No. 10. ‒ P. 1522–1558.

2. Hilmi, A. Micromachined electrophoresis chips with electrochemical detectors for analysis of explosive compounds in soil and groundwater / A. Hilmi, J.H.T. Luong // Environ. Sci. Technol. ‒ 2000. ‒ Vol. 34. – No. 14. ‒ Р. 3046–3050.

3. Li, Da-Wei. Recent progress in surface enhanced Raman spectroscopy for the detection of environmental pollutants / Da-Wei Li [et al.] // Microchim Acta. ‒ 2013. DOI 10.1007/s00604‒013‒1115‒3.

4. Зуев, В.С. Поверхностные поляритоны и плазмоны: спонтанное излучение атома вблизи тела малого размера / В.С. Зуев // ФИАН. – 2006. ‒ препринт ‒ № 3. ‒ С. 16.

5. Емельянов, В.И. Эффект гигантского комбинационного рассеяния света молекулами / В.И. Емельянов, Н.И. Коротеев // УФН. ‒ 1981. ‒ T. 135. − С. 345−361.

6. Lombardi, J.R. Theory of Surface-Enhanced RAMAN Scattering in Semiconductors / J.R. Lombardi, R.L. Birke // J. Phys. Chem. C. ‒ 2014 .‒ Vol. 118. – No. 20. ‒ P. 11120‒11130.

7. Мамичев, Д.А. Оптические сенсоры на основе поверхностного плазмонного резонанса для высокочувствительного биохимического анализа / Д.А. Мамичев [и др.] // Молекулярная медицина. ‒ 2012. ‒ № 6. – P. 56‒61

8. Нобиев, И.Р. Гигантское комбинационное рассеяние и его применение к изучению биологических молекул / И.Р. Нобиев, Р.Г. Ефремов, Г.Д. Чуманов // УФН. ‒ 1988. ‒Т. 154.− С. 459−496.

9. Wei, Ji. Semiconductor materials in analitical applications of surface-enhanced Raman scattering / Ji Wei, Zhao Bing, Ozaki Yukihiro // J. Raman Spectroscopy. ‒ 2016. ‒ Vol. 47. – Р. 51‒58.

10. Aroca, R . Surface enhanced Vibrational Spectroscopy / R. Aroca. ‒ Wiley, Chichester, 2006.

11. Yuko S. Yamamoto. Why and how do the shapes of surface enhanced Raman scattering spectra change Recent progress from mechanistic studies / Yuko S. Yamamoto and Tamitake Itoh // J. Raman Spectroscopy. ‒ 2016. ‒ Vol. 47. ‒ Р. 78‒88.

12. LienDeng, Yu. Black silicon SERS substrate: Effect of surface morphology on SERS detection and application of single algal cell analysis / Yu. LienDeng, Yi . JeJuang // Biosensors and Bioelectronics. ‒ 15 march 2014. ‒ Vol. 53. ‒ Р. 37‒42.

13. Rigo, I. Comparative analysis of SERS substrates of different morphology / I. Rigo [et al.] // Procedia Engineering. – 2016. ‒ 30th Eurosensors Conference, EUROSENSORS 2016.

14. Li, W.Q. Geometrical and morphological optimizations of plasmonic nanoarrats for high ‒ performance SERS detection / W.Q. Li [et all.] // Nanoscale. ‒ 2015. ‒ Vol. 7. ‒ P. 15487.

15. Yang, G.W. Laser ablation in liquids: Application in synthesis of nanocrystalls / G.W. Yang // Progress in Material Science. ‒ 2007. ‒ Vol. 52. – No. 4. ‒ P. 648‒698.

16. Simakin, A.V. Nanoparticle formation during laser ablation of solids in liquids / A.V. Simakin, V.V. Voronov, G.A. Shafeev // Phys. of Wave Phenomena. ‒ 2007. ‒ Vol. 15. ‒ P. 218.

17. Батенин, В.М. Лазеры на самоограниченных переходах атомов металлов / В.М. Батенин [и др.]. ‒ М.: Физматлит, 2011. ‒ Т. 2. ‒ С. 608.

18. Novogenov, V.A. Introduction into inorganic chemistry / V.A. Novogenov. ‒ Publ. into Altai state university, Barnaul, 2001.

19. Бурцева, К.Г. Об изополисоединениях молибдена и вольфрама / К.Г. Бурцева, Л.А. Воропанова, Л.А. Кочубей // ЖНХ. ‒ 1984. ‒ Т. 29. ‒ № 6. ‒ С. 1463−1467.

20. Karpukhin, V.Т. Structural Morphological and Optical Properties of Nanoproducts of Zirconium Target Laser Ablation in Water and Aqueous SDS Solutions / V.Т. Karpukhin [et al.]. ‒ Chemical and Structure Modification of Polymers. Edited by K. Pyrzynski. G. Nyszko and G.E, Zaikov. Apple Academic Press. ‒ 2015. ‒ P. 187‒204.

21. Karpukhin, V.T. An investigation of the effect of surface-enhanced Raman scattering on zirconium and molybdenum nanostructures synthesized by laser ablation in a liquid environment in book “Laser Ablation: Advances in Research and Applications” / V.T. Karpukhin [et al.] // Nova Science Publishers, Hauppauge, New York 2017. ‒ Р. 179‒192. ISBN: 978‒1‒53612‒405‒7.

22. Varaksin, A.Yu. Controlling the Behavior of Air Tornados /A.Yu. Varaksin, M.E. Romash, V.N. Kopeitsev // High Temperature. − 2009. − Vol. 47. − № 6. − P. 836–842.

23. Varaksin, A.Yu. Simulation of Free Heat Vortexes: Generation, Stability, Control / A.Yu. Varaksin [et al.] // High Temperature. − 2010. − Vol. 48. − № 6.− P. 918–925.


Для цитирования:


Карпухин В.Т., Маликов М.М., Вальяно Г.Е., Бородина Т.И., Казарян М.А. ОСОБЕННОСТИ МОРФОЛОГИИ НАНОСТРУКТУР ОКСИДОВ ЦИРКОНИЯ, МОЛИБДЕНА И ВОЛЬФРАМА, СИНТЕЗИРОВАННЫХ МЕТОДОМ ЛАЗЕРНОЙ АБЛЯЦИИ МЕТАЛЛОВ В ВОДЕ. Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). 2018;(13-15):141-148. https://doi.org/10.15518/isjaee.2018.13-15.141-148

For citation:


Karpukhin V.T., Malikov M.M., Valyano G.E., Borodina T.I., Kazaryan M.A. THE MORPHOLOGY FEATURES OF NANOSTRUCTURE OF ZIRCONIUM, MOLYBDENUM AND WOLFRAM OXIDES SYNTHESISED BY LASER ABLATION OF METALS IN WATER. Alternative Energy and Ecology (ISJAEE). 2018;(13-15):141-148. (In Russ.) https://doi.org/10.15518/isjaee.2018.13-15.141-148

Просмотров: 80


ISSN 1608-8298 (Print)