Властивості періодичних структур, утворених впоряд-куванням наночастинок срібла в полімерній матриці методом голографічної літографії
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe63.10.888Ключові слова:
metal-polymer nanocomposites, silver clusters, silver nanoparticles, holographic lithographyАнотація
Дослiджено властивостi об’ємних одно- та двовимiрних перiодичних структур, утворених наночастинками срiбла в полiмернiй матрицi. Особливiстю структур є те, що термо- або фотостимульований синтез наночастинок срiбла вiдбувається в полiмернiй матрицi з попередньо розподiленого методом голографiчної лiтографiї прекурсору металу. На основi просторового рiдкокристалiчного модулятора свiтла оптимiзовано схему багатопучкового голографiчного запису. Розглядаються механiзми формування перiодичних структур пiд дiєю iнтерференцiйного поля i синтезу наночастинок срiбла. Вивчається зв’язок спектральних властивостей отриманих структур з характеристиками наночастинок та їх просторовим розподiлом в полiмернiй матрицi.
Посилання
U. Kreibig, M. Vollmer. Optical Properties of Metal Clusters (Springer, 1995) [ISBN: 978-3-642-08191-0].
https://doi.org/10.1007/978-3-662-09109-8
L. Nicolais, G. Carotenuto. Metal–Polymer Nanocomposites (Wiley, 2004) [ISBN: 978-0-471-47131-8].
https://doi.org/10.1002/0471695432
F. Gonela, P. Mazzoldi, H.S. Nalwa. Handbook of Nanostructured Materials and Nanotechnology, Vol. 4 (Academic Press, 2000) [ISBN: 978-0-12-513760-7].
V.M. Shalaev. Optical Properties of Nanostructured Random Media (Springer, 2002) [ISBN: 978-3-540-42031-6].
https://doi.org/10.1007/3-540-44948-5
I.M. Dmytruk. Electron Processes in Nanostructures (Kyiv, 2013) (in Ukrainian).
R.A. Vaia, C.L. Dennis, L.V. Natarajan, V.P. Tondiglia, D.W. Tomlin, T.J. Bunning. One-step, micrometer-scale organization of nano- and mesoparticles using holographic photopolymerization: a generic technique. Adv. Mater. 13, 1570 (2001).
https://doi.org/10.1002/1521-4095(200110)13:20<1570::AID-ADMA1570>3.0.CO;2-X
O.V. Sakhno, L.M. Goldenberg, J. Stumpe, T.N. Smirnova. Surface modified ZrO2 and TiO2 nanoparticles embedded in organic photopolymers for highly effective and UV-stable volume holograms. Nanotechnology 18, 105704 (2007).
https://doi.org/10.1088/0957-4484/18/10/105704
C. Hanisch, A. Kulkarni, V. Zaporojtchenko, F. Faupel. Polymer–metal nanocomposites with 2-dimensional Au nanoparticle arrays for sensoric applications. J. Phys.: Conf. Ser. 100, 052043 (2008).
https://doi.org/10.1088/1742-6596/100/5/052043
A. Sugunan, C. Thanachayanont, J. Dutta, J.G. Hilborn. Heavy-metal ion sensors using chitosan-capped gold nanoparticles. Sci. Tech. Adv. Mater. 6, 335 (2005).
https://doi.org/10.1016/j.stam.2005.03.007
G. Sergeev, V. Zagorsky, M. Petrukhina, S. Zav'yalov, E. Grigor'ev, L. Trakhtenberg. Preliminary study of the interaction of metal nanoparticle-containing poly-p-xylylene films with ammonia. Anal. Commun. 34, 113 (1997).
https://doi.org/10.1039/a700431a
S. Porel, N. Venkatram, D.N. Rao, T.P. Radhakrishnan. In situ synthesis of metal nanoparticles in polymer matrix and optical limiting application. J. Nanosci. Nanotechnol. 7, 1887 (2007).
https://doi.org/10.1166/jnn.2007.736
Y. Dirix, C. Bastiaansen, W. Caseri, P. Smith. Oriented pearl-necklace arrays of metallic nanoparticles in polymers: a new route toward polarization-dependent color filters. Adv. Mater. 11, 223 (1999).
https://doi.org/10.1002/(SICI)1521-4095(199903)11:3<223::AID-ADMA223>3.0.CO;2-J
I.E. Protsenko, O.A. Zaimidoroga, V.N. Samoilov. Heterogeneous medium as a filter of electromagnetic radiation. J. Opt. A 9, 363 (2007).
https://doi.org/10.1088/1464-4258/9/4/009
H. Ditlbacher, J.R. Krenn, B. Lamprecht, A. Leitner, F.R. Aussenegg. Spectrally coded optical data storage by metal nanoparticles. Opt. Lett. 25, 563 (2000).
https://doi.org/10.1364/OL.25.000563
B. Lamprecht, G. Schider, R.T. Lechner, H. Ditlbacher, J.R. Krenn, A. Leitner, F.R. Aussenegg. Metal nanoparticle gratings: influence of dipolar particle interaction on the plasmon resonance. Phys. Rev. Lett. 84, 4721 (2000).
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.84.4721
A.N. Ponyavina, S.M. Kachan. Plasmonic spectroscopy of 2D densely packed and layered metallic nanostructures. In Polarimetric Detection, Characterization and Remote Sensing. NATO Science for Peace and Security Series C: Environmental Security (Springer, 2011), p. 383.
https://doi.org/10.1007/978-94-007-1636-0_15
P.N. Dyachenko, Yu.V. Miklyaev. One-dimensional photonic crystal based on nanocomposite of metal nanoparticles and dielectric. Opt. Mem. Neural Networks 16, 198 (2007).
https://doi.org/10.3103/S1060992X07040029
H. Ditlbacher, J.R. Krenn, G. Schider, A. Leitner, F.R. Aussenegg. Two-dimensional optics with surface plasmon polaritons. Appl. Phys. Lett. 81, 1762 (2002).
https://doi.org/10.1063/1.1506018
V. Mikhailov, J. Elliott, G. Wurtz, P. Bayvel, A.V. Zayats. Dispersing light with surface plasmon polaritonic crystals. Phys. Rev. Lett. 99, 083901 (2007).
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.99.083901
J. Stehr, J. Grewett, F. Schindler, R. Sperling, G. von Plessen, U. Lemmer, J.M. Lupton, T.A. Klar, J. Feldmann, A.W. Holleitner, M. Forster, U. Scherf. A low threshold polymer laser based on metallic nanoparticle gratings. Adv. Mater. 15, 1726 (2003).
https://doi.org/10.1002/adma.200305221
T.N. Smirnova, L.M. Kokhtych, A.S. Kutsenko, O.V. Sakhno, J. Stumpe. Fabrication of periodic polymer/silver nanoparticles structures: In situ reduction of silver nanoparticles from precursor spatially distributed in polymer using holographic exposure. Nanotechnology 20, 405301 (2009).
https://doi.org/10.1088/0957-4484/20/40/405301
R.J. Collier, C.B. Burckhardt, L.H. Lin. Optical Holography (Academic Press, 1971).
H. Kogelnik. Coupled wave theory for thick hologram gratings. Bell Syst. Tech. J. 48, 2909 (1969).
https://doi.org/10.1002/j.1538-7305.1969.tb01198.x
M. Campbell, D.N. Sharp, M.T. Harrison, R.G. Denning, A.J. Turberfield. Fabrication of photonic crystals for the visible spectrum by holographic lithography. Nature 404, 53 (2000).
https://doi.org/10.1038/35003523
L. Wu, Y. Zhong, C.T. Chan, K.S. Wong, G.P. Wang. Fabrication of large area two- and three-dimensional polymer photonic crystals using single refracting prism holographic lithography. Appl. Phys. Lett. 86, 241102 (2005).
https://doi.org/10.1063/1.1947369
S. Behera, J. Joseph. Design and realization of functional metamaterial basis structures through optical phase manipulation based interference lithography. J. Opt. 19, 104079 (2017).
https://doi.org/10.1088/2040-8986/aa840c
S. Indriˇsi¯unas, B. Voisiat, M. Gedvilas, G. Raˇciukaitis. New opportunities for custom-shape patterning using polarization control in confocal laser beam interference setup. J. Laser Appl. 29, 011501 (2017).
https://doi.org/10.2351/1.4976679
D. Lowell, J. Lutkenhaus, D. George, U. Philipose, B. Chen, Y. Lin. Simultaneous direct holographic fabrication of photonic cavity and graded photonic lattice with dual periodicity, dual basis, and dual symmetry. Opt. Express 25, 14444 (2017).
https://doi.org/10.1364/OE.25.014444
M. Boguslawski, P. Rose, C. Denz. Increasing the structural variety of discrete nondiffracting wave fields. Phys. Rev. A 84, 013832 (2011).
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.84.013832
V.O. Hryn, P.V. Yezhov, T.N. Smirnova. Two-dimensional periodic structures recorded in nanocomposites by holographic method: features of formation, applications. In Nanophysics, Nanomaterials, Interface Studies, and Applications. NANO 2016. Springer Proceedings in Physics, Vol. 195 (Springer, 2017), p. 293.
T.S. Kotsyuba, V.M. Granchak, I.I. Dilung. Influence of polarity of medium on formation of intermediates in photolysis of alkylaminobenzophenones in solutions. Theor. Exp. Chem. 33, 26 (1997).
https://doi.org/10.1007/BF02764739
A. Ledwith. Photoinitiation by aromatic carbonyl compounds. J. Oil Col. Chem. Assoc. 59, 157 (1975).
V.M. Granchak, T.S. Kotsuba, Z.F. Chemerskaya, I.I. Dilung. The role of oxygen in the origin of the synergistic effect of benzophenone and Michler's ketone in the initiation of radical photopolymerization. Theor. Exp. Chem. 31, 91 (1995).
https://doi.org/10.1007/BF00529993
A.V. Yeltsov. Photochemical Processes in Layers (Leningrad, 1978) (in Russian).
T.N. Smirnova, P.V. Yezhov, S.A. Tikhomirov, O.V. Buganov, A.N. Ponyavina. Time-dependent absorption spectra of 1D, 2D plasmonic structures obtained by the ordering of Ag nanoparticles in polymer matrix. In Nanophysics, Nanophotonics, Surface Studies, and Applications. Springer Proceedings in Physics, Vol. 183 (Springer, 2016), p. 131.
T.N. Smirnova, V.I. Rudenko, V.O. Hryn. Nonlinear optical properties of polymer nanocomposites with a random and periodic distribution of silver nanoparticles. In Nanochemistry, Biotechnology, Nanomaterials, and Their Applications. NANO 2017. Springer Proceedings in Physics, Vol. 214 (Springer, 2018), p. 333.
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
