Синтез и оптические характеристики наночастиц серебра, получаемых лазерной абляцией металла в жидкости

Abstract

Исследован процесс абляции серебра в воде мощными лазерными импульсами (l = 1064 нм, t = 20 нс) в диапазоне плотностей мощности от 2,6 ⋅ 108 до 5,5 ⋅ 108 Вт/см2. Определены зависимости эффективности абляции и распределения наночастиц серебра по размерам от плотности мощности лазерного излучения и от длительности синтеза. Установлено, что образующиеся наночастицы имеют мультимодальное распределение, в котором можно выделить три фракции со средними размерами 5; 50 и более 100 нм. Частицы диаметром более 100 нм формируются в результате удаления жидкокапельной фазы непосредственно с поверхности мишени за счет гидродинамического механизма, частицы размером 5 и 50 нм – в результате конденсации на разных стадиях охлаждения пароплазменного образования. Доля этих фракций в золе серебра определяется эффективной плотностью мощности лазера на поверхности мишени. Показано, что импульсное лазерное облучение золя наночастиц серебра после завершения процесса синтеза позволяет существенно сузить гранулометрический состав и повысить стабильность получаемой суспензии. Установлено, что синтезированные наночастицы серебра, нанесенные на кремниевую подложку, способны эффективно усиливать сигнал комбинационного рассеяния сывороточного альбумина человека.