Fototermicheskaya konversiya i lazerno-indutsirovannye transformatsii v splavnykh kremniy-germanievykh nanochastitsakh

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Сплавные наночастицы Si1−xGex контролируемого состава были получены методом наносекундной лазерной абляции в изопропаноле кремний-германиевых мишеней. Синтезированный продукт демонстрирует поликристаллическую структуру и одномодальное распределение по размеру с преимущественным содержанием частиц микронного диаметра, а также сохраняет стехиометрию состава использованных для синтеза мишеней. Нано-термометрия с использованием регистрации и анализа сигнала комбинационного рассеяния света от единичных сплавных наночастиц размером около 200 нм демонстрирует трехкратно увеличенную (в сравнении с наночастицами чистого кремния) эффективность нагрева наноматериала с составом Si0.45Ge0.55 лазерным излучением с длиной волны 785 нм, попадающей в первое “окно прозрачности” биологических тканей. Стимулированные непрерывным инфракрасным излучением диффузия атомов кремния к поверхности (при нагреве на 650 К) и их оксидирование приводит к постепенной трансформации сплавных наночастиц в германиевые кластеры, инкапсулированные в SiOx матрицу.

References

  1. M. Segev-Bar and H. Haick, ACS Nano 7(10), 8366 (2013).
  2. J. A. Schuller, E. S. Barnard, W. Cai, Y. C. Jun, J. S. White, and M. L. Brongersma, Nature Mater. 9(3), 193 (2010).
  3. D. Astruc, Chem. Rev. 120(2), 461 (2020).
  4. J. Xie, S. Lee, and X. Chen, Adv. Drug Deliv. Rev. 62(11), 1064 (2010).
  5. D. K. Chatterjee, P. Diagaradjane, and S. Krishnan, Therapeutic Delivery 2(8), 1001 (2011).
  6. A. V. Kabashin, A. Singh, M. T. Swihart, I. N. Zavestovskaya, and P. N. Prasad, ACS Nano 13(9), 9841 (2019).
  7. S. V. Zabotnov, A. V. Skobelkina, E. A. Sergeeva, D. A. Kurakina, A. V. Khilov, F. V. Kashaev, T. P. Kaminskaya, D. E. Presnov, P. D. Agrba, D. V. Shuleiko, P. K. Kashkarov, L. A. Golovan, and M. Y. Kirillin, Sensors 20, 4874 (2020).
  8. M. Sandzhieva, D. Khmelevskaia, D. Tatarinov, L. Logunov, K. Samusev, A. Kuchmizhak, and S. V. Makarov, Nanomaterials 12(21), 3916 (2022).
  9. A. Y. Kharin, V. V. Lysenko, A. Rogov, Y. V. Ryabchikov, A. Geloen, I. Tishchenko, O. Marty, P. G. Sennikov, R. A. Kornev, I. N. Zavestovskaya, A. V. Kabashin, and V. Y. Timoshenko, Adv. Opt. Mater. 7, 1801728 (2019).
  10. A. A.Rempel, O. V. Ovchinnikov, I. A. Weinstein, S. V. Rempel, Yu. V. Kuznetsova, A. V. Naumov, M. S. Smirnov, I. Yu. Eremchev, A. S. Vokhmintsev, and S. S. Savchenko, Russ. Chem. Rev. 93(4), RCR5114 (2024).
  11. A. A. Bubnov, A. V. Syui, A. A. Popov, G. V. Tikhonovskii, N. S. Pokryshkin, and V. Yu. Timoshenko, Physics of Atomic Nuclei 86(12), 2743 (2023).
  12. V. Y. Nesterov, O. I. Sokolovskaya, L. A. Golovan, D. V. Shuleiko, A. V. Kolchin, D. E. Presnov, P. K. Kashkarov, A. V. Khilov, D. A. Kurakina, M. Yu. Kirillin, E. A. Sergeeva, and S. V. Zabotnov, Quantum Electron. 52(2), 160 (2022).
  13. N. S. Pokryshkin, I. D. Kuchumov, V. G. Yakunin, and V. Y. Timoshenko, Bull. Lebedev Phys. Inst. 50(Suppl 10), S1163 (2023).
  14. A. A. Nastulyavichus, I. N. Saraeva, A. A. Rudenko, R. A. Khmelnitskii, A. L. Shakhmin, D. A. Kirilenko, and S. I. Kudryashov, Part. Part. Syst. Charact. 37(5), 2000010 (2020).
  15. S. O. Gurbatov, V. Puzikov, A. Cherepakhin, E. Mitsai, N. Tarasenka, A. Shevlyagin, A. Sergeev, S. A. Kulinich, and A. A. Kuchmizhak, Optics & Laser Technology 147, 107666 (2022).
  16. S. O. Gurbatov, V. Puzikov, D. Storozhenko, E. Modin, E. Mitsai, A. Cherepakhin, A. Shevlyagin, A. V. Gerasimenko, S. A. Kulinich, and A. A. Kuchmizhak, ACS Appl. Mater. Interfaces 15(2), 3336 (2023).
  17. S. Gurbatov, V. Puzikov, E. Modin, A. Shevlyagin, A. Gerasimenko, E. Mitsai, S. A. Kulinich, and A. A. Kuchmizhak, Materials 15, 8091 (2022).
  18. E. N. Gerasimova, E. Uvarov, V. V. Yaroshenko, O. Epifanovskaya, A. Shakirova, L. S. Logunov, O. Vlasova, A. Parodi, A. A. Zamyatnin, A. S. Timin, S. V. Makarov, and M. V. Zyuzin, ACS Appl. Nano Mater. 6, 18848 (2023).
  19. S. O. Gurbatov, A. Y. Zhizhchenko, V. Y. Nesterov, E. B. Modin, S. V. Zabotnov, and A. A. Kuchmizhak, ACS Applied Nano Materials 7(9), 10779 (2024).
  20. A. Al-Kattan, G. Tselikov, K. Metwally, A. A. Popov, S. Mensah, and A. V. Kabashin, Nanomaterials 11, 592 (2021).
  21. A. I. Kuznetsov, A. E. Miroshnichenko, M. L. Brongersma, Y. S. Kivshar, and B. Luk’yanchuk, Science 354(6314), aag2472 (2016).
  22. P. A. Dmitriev, D. G. Baranov, V. A. Milichko, S. V. Makarov, I. S. Mukhin, A.K. Samusev, A. E. Krasnok, P. A. Belov, and Y. S. Kivshar, Nanoscale 8, 9721 (2016).

Copyright (c) 2024 Российская академия наук

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies