Фототермическая конверсия и лазерно-индуцированные трансформации в сплавных кремний-германиевых наночастицах
C. О. Гурбатов+*, А. В. Шевлягин+, А. Ю. Жижченко+, Е. Б. Модин×, А. А. Кучмижак+, С. И. Кудряшов°
+Институт автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения РАН, 690041 Владивосток, Россия
*Дальневосточный федеральный университет, 690041 Владивосток, Россия
×CIC NanoGUNE BRTA, Avda Tolosa 76, 20018 Donostia-San Sebastian, Spain
°Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН, 119991 Москва, Россия
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.