СИНТЕЗ УГЛЕРОДНЫХ, СУБМИКРОННЫХ И НАНОСТРУКТУР В ПОЛЕ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Авторы
Файлы

Кутровская С.В. Мануйлова В.В. Чеснов И.Ю. Статья в формате PDF 161 KB

Исследование возможности образования наноструктур в поле лазерного излучения является в настоящее время одним из наиболее активно развивающихся направлений лазерной физики [1-4]. Развитие данной отрасли связано с тем, что свойства образующихся наноструктур существенно зависят от параметров лазерного излучения (длина волны, длительность импульса, форма пучка), разработанные в последнее время лазерные системы позволяют охватить большой диапазон данных параметров, что позволяет рассчитывать на генерацию наноструктур с заданными свойствами.

В данной работе образец подвергался воздействию излучения лазера на YAG:Nd3+ с длиной волны λ= 1.06 мкм, работающего в импульсно периодическом режиме с частотой следования импульсов f =150 Гц и длительностью импульса мс, размер лазерного пятна на образце изменялся от 100 до 400 мкм. Средняя мощность излучения варьировалась в пределах 20 ÷ 200 Вт, при этом обеспечивалась плотность мощности излучения на поверхности образца до 107 Вт/см2. Длительность времени воздействия t составляла от 1 до 10 секунд.

Свойства образцов после воздействия исследовались при помощи зондового и электронного микроскопов.

До временив воздействия менее 3с, признаков плавления материала не наблюдалось, при увеличении времени воздействия t > 3с наблюдалось появление типичных зон, то есть при сканировании явным образом можно определить качественное изменение рельефа поверхности образца (см. рис.1), отслеживалось изменение радиального размера наблюдаемой области в целом, глубины центральной зоны каверны, изменение высот рельефа в переходных областях, а также образование множества разломов в центральной зоне.

Рис. 1. Изображение каверны на поверхности стеклоуглерода с оптическим увеличением 28, P=76 Вт, t=5c

В зоне 1, наблюдается переплавленный углерод, внутри области перепады высот достаточно велики. В зонах 2 и 3 (см. рис. 2а) наблюдаются почти регулярные квазидоменные структуры. Из-за высокой повторяемости структур их изображение напоминает образование нанозерен на поверхности материалов, обpaбатываемых при высоких давлениях и температурах [1, 3]. Отличие вида границ «доменов», позволяет определить, что они сформировались под действием различных процессов. Образование в области 3 ярко выраженных правильных многоугольников (в данном случае наблюдались пяти- и шестиугольники), позволяет говорить о кристаллизации тонкого слоя однородной жидкости на аморфной поверхности[3, 4]. Разрушение правильных границ в области 2, возможно, является влиянием температурного фактора [3].

На границе каверны, область 4, наблюдается образование ярко выраженных кольцевых структур (рис. 2б). Между кольцевыми выпуклостями поверхность сильно неоднородна, фиксируются множественные «складки» и образование наношероховатости (рис. 2в).

В областях 5,6,7 были обнаружены образования «нанопиков», при этом на поверхности образцов удаётся выделить «переходную область». Ее отличительной особенностью является возможность обнаружения исходного рельефа образца под «новообразованиями» (см. рис. 2г). Данная область имеет хорошо прослеживаемые границы, её размер зависит от мощности и длительности воздействия лазерного излучения.

Природа возникновения такой зоны по всей видимости связана с процессом горячих паров материала, покидающих область воздействия. Можно утверждать, что твердофазное разрушение поверхности под действием возникающих термических напряжений в данном случае не является доминирующим механизмом, поскольку сохраняется первоначальный рельеф.

Рис. 2. АСМ и РЭМ изображения поверхности образца в различных зонах: а) граница каверны, внутренняя область; б, в) граница каверны, внешний край; г) область осаждения паров

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

Наноструктурнные материалы: учеб. пособие для студ. ВУЗов / Р.А. Андриевский, А.В. Рагуля. - М.: Издательский центр «Академия», 2005.-192 с.
Лозовик Ю.В., Попов А.М. Образование и рост углеродных наноструктур - фуллеренов, наночастиц, нанотрубок и конусов // УФН, т. 167 (7), с. 151, 1997.
Суздалев И.П. Нанотехнология: физико-химия нанокластеров, наноструктур и наноматериалов. - М.: КомКнига, 2006. - 592 с.
Гусев А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. - 416 с.

УРОВНИ ВЕЖЛИВОГО ОБЩЕНИЯ

Статья в формате PDF 324 KB...

01 05 2024 18:30:13

Показатели клеточного иммунитета у больных с последствиями гематогенного остеомиелита в процессе лечения методом чрескостного остеосинтеза

Статья в формате PDF 101 KB...

30 04 2024 18:59:53

HИКОЛAЕВ HИКОЛАЙ CПИPИДОНОВИЧ

Статья в формате PDF 86 KB...

29 04 2024 14:58:44

ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ АНАЛИЗА СИГНАЛОВ, МОДУЛИРОВАННЫХ КОНФИДЕНЦИАЛЬНЫМИ СООБЩЕНИЯМИ В РЕЗУЛЬТАТЕ НЕЛИНЕЙНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ ИХ С ВЫСОКОЧАСТОТНЫМИ КОЛЕБАНИЯМИ

Статья в формате PDF 330 KB...

28 04 2024 21:35:39

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ СХЕМ РЕФЛЕКСОТЕРАПИИ В ЛЕЧЕНИИ ХРОНИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЙ ЛЕГКИХ У ДЕТЕЙ

Статья в формате PDF 126 KB...

27 04 2024 5:54:58

ИЗМЕНЕНИЯ БИОХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ У ШКОЛЬНИКОВ С РАЗНЫМИ БИОРИТМАМИ В ПЕРИОД ИХ РАБОТЫ ЗА КОМПЬЮТЕРОМ

Исследованы изменения биохимических показателей школьников в условиях их работы за компьютером. Дан сравнительный анализ изменений биохимических показателей у школьников с разными биоритмами в разные сезоны года. Получены результаты, свидетельствующие о значительном изменении биохимических показателей школьников в условиях их работы за компьютером в весенний период. ...

26 04 2024 1:55:23

ЕГИПЕТСКИЙ ДИАЛЕКТ АРАБСКОГО ЯЗЫКА: ЗАИМСТВОВАНИЯ ИЗ ТУРЕЦКОГО ЯЗЫКА

Статья в формате PDF 125 KB...

25 04 2024 5:42:37

Проявления индивидуального года и особенности адаптации: пoлoвые и возрастные аспекты

Статья в формате PDF 116 KB...

24 04 2024 17:23:22

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИММЕТРИЧНЫХ СТАРТОВЫХ СООРУЖЕНИЙ ДЛЯ РАКЕТ КОСМИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Статья в формате PDF 225 KB...

23 04 2024 19:59:13

В.А. СУХОМЛИНСКИЙ ОБ ОБЩЕСТВЕННОМ ВОСПИТАНИИ ПОДРОСТКОВ И СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ВОСПИТАНИЯ НАЦИОНАЛЬНО-ОСОЗНАННЫХ ГРАЖДАН

Статья в формате PDF 245 KB...

22 04 2024 14:20:37

ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ КАНЦЕРОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ ГОРОДА ВОЛГОГРАДА

Статья в формате PDF 345 KB...

21 04 2024 9:37:28

ГЕНДЕРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ОБЩЕНИЯ В АНГЛОЯЗЫЧНЫХ БЛОГАХ

Статья в формате PDF 249 KB...

20 04 2024 19:54:14

Мята, девясил, душица обыкновенная при возделывании в агроценозе Северного Зауралья для получения растительного сырья и семян

Статья в формате PDF 113 KB...

19 04 2024 15:16:56

Культура невербального общения личности: история, психология, педагогика (монография)

Статья в формате PDF 321 KB...

18 04 2024 12:41:57

Изменения показателей активности атф в цитоплазме базальных клеток эпидермиса кожи экспериментальных животных при воз-действии свч-волн термогенной интенсивности

Статья в формате PDF 105 KB...

17 04 2024 1:36:16

НЕКОТОРЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ БИОХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА РАСТЕНИЙ В УСЛОВИЯХ РАЗЛИЧНОГО УРОВНЯ РАДИАЦИОННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВЫ

Статья в формате PDF 114 KB...

16 04 2024 16:44:28

ГРАВИДАРНЫЙ ГОМЕОСТАЗ (ГОМЕОКИНЕЗ)©, МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Статья в формате PDF 88 KB...

15 04 2024 15:18:23

ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ ЧИСЛЕННОСТИ ПОПУЛЯЦИЙ МЕЛКИХ МЛЕКОПИТАЮЩИХ

На основании многолетних наблюдений за комплексом внешних условий и состоянием популяций мелких млекопитающих количественно оценено распределение влияний внутрипопуляционных и внешних факторов на динамику их численности и структуры. Показано, что основное влияние на демографические процессы полевок на протяжении всего сезона размножения оказывают плотностно-зависимые механизмы регуляции (эндогенные факторы). Экзогенные (хищники, кормовые и погодные) факторы выступают в качестве воздействий, ограничивающих рост населения популяции, и наиболее эффективны в переходные осеннее-зимний и зимне-весенний периоды. ...