Фототермическая конверсия и лазерно-индуцированные трансформации в сплавных кремний-германиевых наночастицах

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

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.

Об авторах

C. О. Гурбатов

Институт автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения РАН; Дальневосточный федеральный университет

Владивосток, Россия; Владивосток, Россия

А. В. Шевлягин

Институт автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения РАН

Владивосток, Россия

А. Ю Жижченко

Институт автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения РАН

Владивосток, Россия

Е. Б Модин

CIC NanoGUNE BRTA

Donostia-San Sebastian, Spain

А. А. Кучмижак

Институт автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения РАН

Владивосток, Россия

С. И. Кудряшов

Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН

Email: sikudr@lebedev.ru
Москва, Россия

Список литературы

  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).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024