Лазерный синтез и оптические свойства гибридных кремниевых наноструктур для фототермической конверсии солнечного излучения

Тарасенко Н. Н.; Корнев В. Г.; Урманов Б. Д.; Пашаян С. Т.; Луценко Е. В.; Тарасенко Н. В.

Лазерный синтез и оптические свойства гибридных кремниевых наноструктур для фототермической конверсии солнечного излучения

Тарасенко Н. Н., Корнев В. Г., Урманов Б. Д., Пашаян С. Т., Луценко Е. В., Тарасенко Н. В.

2023

https://doi.org/10.47612/0514-7506-2023-90-2-253-265

Установлены зависимости морфологии и оптических свойств наноструктур кремния от условий лазерного абляционного синтеза, таких как условия фокусировки лазерного излучения, частота следования лазерных импульсов, температура и состав раствора. Полученные закономерности использованы для разработки метода формирования гибридных металл-кремниевых наноструктур Si-Ag и Si-Ag-Сu. Продемонстрировано, что полученное широкополосное поглощение наночастиц Si-Ag-Cu перспективно для применения в наножидкостях для фототермического преобразования солнечного излучения.

Тарасенко Н. Н., Корнев В. Г., Урманов Б. Д., Пашаян С. Т., Луценко Е. В., Тарасенко Н. В. Лазерный синтез и оптические свойства гибридных кремниевых наноструктур для фототермической конверсии солнечного излучения. Журнал прикладной спектроскопии. 2023;90(2):253-265. https://doi.org/10.47612/0514-7506-2023-90-2-253-265

Цитирование

Список литературы

1. G. Baffou, R. Quidant. Laser Photon. Rev., 7, N 2 (2013) 171—187, doi: 10.1002/lpor.201200003

2. M. Belekoukia, E. Kalamaras, J. Tan, F. Vilela, S. Garcia, M. Maroto-Valer, J. Xuan. Appl. Energy, 247 (2019) 517—524, doi: 10.1016/j.apenergy.2019.04.069

3. S. Ishii, R. P. Sugavaneshwar, K. Chen, T. D. Dao. T. Nagao. Opt. Mater. Express, 6, N 2 (2016) 640—648, doi: 10.1364/OME.6.000640

4. M. Cui, S. Liu, B. Song, D. Guo, J. Wang, G. Hu, Y. Su, Y. He. Nano-Micro Lett., 11, N 73 (2019) 1—15, doi: 10.1007/s40820-019-0306-9

5. M. Chen, Y. He, J. Huang, J. Zhu. Energy Conversion and Management, 127 (2016) 293—300, doi: 10.1016/j.enconman.2016.09.015

6. D. Wu, H. Zhu, L. Wang, L. Liu. Current Nanosci., 5, N 1 (2009) 103—112, doi: 10.2174/157341309787314548

7. H. Tyagi, P. Phelan, R. Prasher. J. Sol. Energy Eng., 131, N 4 (2009) 041004(1—7), doi: 10.1115/1.3197562

8. H. Moghaieb, D. Padmanaban, P. Kumar, A. Ul Haq, C. Maddi, R. McGlynn, M. Arredondo, Singh, P. Maguire, D. Mariotti. Nano Energy, 108 (2023) 108112, doi: 10.1016/j.nanoen.2022.108112

9. R. McGlynn, S. Chakrabarti, B. Alessi, H. S. Moghaieb, P. Maguire, H. Singh, D. Mariotti. Solar Energy, 203 (2020) 37—45, doi: 10.1016/j.solener.2020.04.004

10. Z. Said, M. H. Sajid, R. Saidur, G. A. Mahdiraji, N. A. Rahim. Numerical Heat Transfer A: Applications, 67, N 9 (2015) 1010—1027, doi: 10.1080/10407782.2014.955344

11. G. Ni, N. Miljkovic, H. Ghasemi, X. Huang, S. V. Boriskina, C.-T. Lin, J. Wang, Y. Xu, Md. M. Rahman, T. J. Zhang, G. Chen. Nano Energy, 17 (2015) 290—301, doi: 10.1016/j.nanoen.2015.08.021

12. C. L. L. Beicker, M. Amjad, E. P. Bandarra Filho, D. Wen. Solar Energy Materials and Solar Cells, 188 (2018) 51—65, doi: 10.1016/j.solmat.2018.08.013

13. A. Gimeno-Furio, L. Hernandez, S. Barison, F. Agresti, D. Cabaleiro, S. Mancin. Solar Energy, 191 (2019) 323—331, doi: 10.1016/j.solener.2019.09.012

14. V. K. Pustovalov. SN Appl. Sci., 1 (2019) 356(1—25), doi: 10.1007/s42452-019-0370-2

15. M. Chen, Y. He, J. Zhu, D. Wen. Appl. Energy, 181 (2016) 65—74, doi: 10.1016/j.apenergy.2016.08.054

16. A. R. Mallah, S. N. Kazi, M. N. M. Zubir, A. Badarudin. Appl. Energy, 229 (2018) 505—521, doi: 10.1016/j.apenergy.2018.07.113

17. J. Jeon, S. Park, B. J. Lee. Solar Energy, 132 (2016) 247—256, doi: 10.1016/j.solener.2016.03.022

18. M. Mehrali, M. K. Ghatkesar, R. Pecnik. Appl. Energy, 224 (2018) 103—115, doi: 10.1016/j.apenergy.2018.04.065

19. E. T. Ulset, P. Kosinski, Y. Zabednova, O. V. Zhdaneev, P. G. Struchalin, B. V. Balakin. Nano Energy, 50 (2018) 339—346, doi: 10.1016/j.nanoen.2018.05.050.

20. J. Zou, R. K. Baldwin, K. A. Pettigrew, S. M. Kauzlarich. Nano Lett., 4, N 7 (2004) 1181—1186, doi: 10.1021/nl0497373

21. R. A. Bley, S. M. Kauzlarich. J. Am. Chem. Soc., 118, N 49 (1996) 12461—12462, doi: 10.1021/ja962787s

22. G. B. Teh, S. Nagalingam, R. D. Tilley, S. Ramesh, Y. S. Lim. Zeitschrift für Physikalische Chemie, 223 (2009) 1417—1426, doi: 10.1524/zpch.2009.5466

23. A. Fojtik, A. Henglein. Chem. Phys. Lett., 221, N 5-6 (1994) 363—367

24. R. M. Sankaran, D. Holunga, R. C. Flagan, K. P. Giapis. Nano Lett., 5, N 3 (2005) 537—541, doi: 10.1021/nl0480060

25. L. Mangolini, E. Thimsen, U. Kortshagen. Nano Lett., 5, N 4 (2005) 655—659, doi: 10.1021/nl050066y

26. S. Lee, W. J. Cho, C. S. Chin, I. K. Han, W. J. Choi, Y. J. Park, J. D. Song, J. I. Lee. Jpn. J. Appl. Phys., 43, N 6B (2004) L784, doi: 10.1143/JJAP.43.L784

27. D. Zhang, B. Gökce, S. Barcikowski. Chem. Rev., 117, N 5 (2017) 3990—4103, doi: 10.1021/acs.chemrev.6b00468

28. V. Amendola, D. Amans, Y. Ishikawa, N. Koshizaki, S. Scirè, G. Compagnini, S. Reichenberger, S. Barcikowski. Chem. Eur. J., 26 (2020) 9206—9242, doi: 10.1002/chem.202000686

29. M. Censabella, V. Torrisi, G. Compagnini, M. G. Grimaldi, F. Ruffino. Physica E: Low-Dimensional Systems and Nanostructures, 118 (2020) 113887, doi: 10.1016/j.physe.2019.113887

30. F. Stokker-Cheregi, T. Acsente, I. Enculescu, C. Grisolia, G. Dinescu. Dig. J. Nanomater. Biostruct., 7, N 4 (2012) 1569—1576

31. D. Riabinina, M. Chaker, J. Margot. Nanotechnology, 23 (2012) 135603—135607, doi: 10.1088/0957-4484/23/13/135603

32. J. S. Jeon, C. S. Yeh. J. Chin. Chem. Soc., 45 (1998) 721—726, doi: 10.1002/jccs.199800109

33. A. Kanitz, M.-R. Kalus, E. L. Gurevich, A. Ostendorf, S. Barcikowski, D. Amans. Plasma Sources Sci. Technol., 28, N 10 (2019) 103001, doi: 10.1088/1361-6595/ab3dbe

34. M. Dell’Aglio, A. De Giacomo. Appl. Sci., 11, N 21 (2021) 10344, doi: 10.3390/app112110344

35. K. Choudhury, R. K. Singh, P. Kumar, M. Ranjan, A. Srivastava, A. Kumar. Nano-Structures and Nano-Objects, 17 (2019) 129—137, doi: 10.1016/j.nanoso.2018.12.006

36. Y. Jiang, P. Liu, Y. Liang, H. Li, G. Yang. Appl. Phys. A, 105 (2011) 903—907, doi: 10.1007/s00339-011-6557-z

37. H. W. Kang, A. J. Welch. J. Appl. Phys., 101 (2007) 083101, doi: 10.1063/1.2715746

38. K. L. McGilvray, C. Fasciani, C. J. Bueno-Alejo, R. Schwartz-Narbonne, J. C. Scaiano. Langmuir, 28, N 46 (2012) 16148—16155, doi:10.1021/la302814v

39. D. Tan, Z. Ma, B. Xu, Y. Dai, G. Ma, M. He, Z. Jin, J. Qiu. Phys. Chem. Chem. Phys., 13 (2011) 20255—20261, doi: 10.1039/c1cp21366k

40. H. Elangovan, S. Sengupta, R. Narayanan, K. Chattopadhyay. J. Mater. Sci., 56, N 2 (2020) 1515—1526, doi: 10.1007/s10853-020-05374-z

41. J. P. Wilcoxon, G. A. Samara, P. N. Provencio. Phys Rev B, 60 (1999) 2704—2714, doi: 10.1103/PhysRevB.60.2704

42. L. M. Liz-Marzán, M. Giersig, P. Mulvaney. Langmuir, 12 (1996) 4329—4335, doi: 10.1021/la9601871

43. P. Cheng, H. Zhu, Y. Bai, Y. Zhang, T. He, Y. Mo. Opt. Commun., 270, N 2 (2007) 391—395, doi: 10.1016/j.optcom.2006.09.050

44. R. Intartaglia, K. Bagga, M. Scotto, A. Diaspro, F. Brandi. Opt. Mater. Express, 2, N 5 (2012) 510—518, doi: 10.1364/OME.2.000510

45. M. H. Mahdieh, B. Fattahi. Opt. Laser Technol., 75 (2015) 188—196, doi: 10.1016/j.optlastec.2015.07.006

46. N. E. Jasbi, D. Dorranian. Opt. Quant. Electron., 49, N 6 (2017) 1—13, doi: 10.1007/s11082-017-1041-4

47. Y. Ishikawa, Y. Shimizu, T. Sasaki, N. Koshizaki. J. Colloid Interface Sci., 300, N 2 (2006) 612—615, doi: 10.1016/j.jcis.2006.04.005

48. E. Solati, D. Dorranian. Bull. Mater. Sci., 39, N 7 (2016) 1677—1684, doi: 10.1007/s12034-016-1315-7

49. Q. Shabir, A. Pokale, A. Loni, D. R. Johnson, L.T. Canham, R. Fenollosa, M. Tymczenko, H. Rodríguez, F. Meseguer, A. Cros, A. Cantarero. Silicon, 3 (2011) 173—176, doi: 10.1007/s12633-0119097-4

50. G. Marcins, J. Butikova, I. Tale, B. Polyakov, R. Kalendarjov, A. Muhin. IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng., 23, N 1 (2011) 012035, doi: 10.1088/1757-899X/23/1/012035

51. C. Meier, S. Luttjohann, V. G. Kravets, H. Nienhaus, A. Lorke, H. Wiggers. Physica E, 32, N 1-2 (2006) 155—158, doi: 10.1016/j.physe.2005.12.030

52. Y. Li, L. Yue, Y. Luo, W. Liu, M. Li. Opt. Express, 24 (2016) A1075—A1082, doi: 10.1364/OE.24.0A1075

53. C. F. Guo, T. Sun, F. Cao, Q. Liu, Z. F. Ren. Light Sci. Appl., 3 (2014) e161, doi: 10.1038/lsa.2014.42

54. D. Zhang, B. Gökce, C. Notthoff, S. Barcikowski. Sci. Rep., 5, N 1 (2015) 14405, doi: 10.1038/srep13661

55. B. Dutta, E. Kar, N. Bose, S. Mukherjee. RSC Adv., 5 (2015) 105422—105434, doi: 10.1039/C5RA21903E

56. Y. Abboud, T. Saﬀaj, A. Chagraoui, A. E. Bouari, K. Brouzi, O. Tanane, B. Ihssane. Appl. Nanosci., 4 (2014) 571—576, doi: 10.1007/s13204-013-0233-x

57. G. Nealon, B. Donnio, R. Greget, J.-P. Kappler, E. Terazzi, J.-L. Gallani. Nanoscale, 4 (2012) 5244—5258, doi: 10.1039/c2nr30640a

58. S. Petrović, B. Salatic, D. Milovanović, V. Lazovic, L. Živković, M. Trtica, B. Jelenkovic. J. Opt., 17 (2015) 025402, doi: 10.1088/2040-8978/17/2/025402

59. T. Boldoo, J. Ham, E. Kim, H. Cho. Energies, 13, N 21 (2020) 5748, doi: 10.3390/en13215748

60. A. Ferraro, P. Cerza, V. Mussi, L. Maiolo, A. Convertino, R. Caputo. J. Phys. Chem. C, 125, N 25 (2021) 14134—14140, doi: 10.1021/acs.jpcc.1c03732

61. W.W. Gärtner. Phys. Rev. 122, N 2 (1961) 419, doi: 10.1103/PhysRev.122.419

Источник

Информация

Автор

Тарасенко Н. Н. Институт физики НАН Беларуси
Корнев В. Г. Институт физики НАН Беларуси
Урманов Б. Д. Институт физики НАН Беларуси
Пашаян С. Т. Институт физических исследований НАН Армении
Луценко Е. В. Институт физики НАН Беларуси
Тарасенко Н. В. Институт физики НАН Беларуси

Страницы

253-265

Год издания

2023

Ключевые слова

Коллекции

Журнал прикладной спектроскопии