Оптические свойства и строения оксидных стёкол окрашенных наноразмерными частицами
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
µт о том, что при процессе тепловой наводке в восстановительной среде ионы серебра объединяются в атомы и стремятся к поверхности стекла с целью понижения общей энергии системы.
4.5 Спектры пропускания наночастиц серебра и меди на поверхности боросиликатных стекол в ближней ИК области
Для снятия спектров пропускания был использована экспериментальная установка для снятия спектров пропускания. Спектральный диапазон измерений 800-4000 нм (инфракрасный спектр длин волн). Использовались образцы стекол №2 и №3 с медью (восстановленные и не восстановленные) и образцы стёкол №2 и №3 с серебром (восстановленные). На рисунке 6 представлен спектр пропускания образца №3 с серебром (восстановленного), на рисунке 7 спектр пропускания образца №2 с серебром (восстановленного). Ниже на рисунках 8 и 9 представлены спектры пропускания образца №3 с медью (восстановленного и не восстановленного), на рисунках 10, 11 спектры пропускания образца №2 с медью (восстановленного и не восстановленного).
Рисунок 6 - Образец №3 с серебром (восстановленный)
Рисунок 7 - Образец №2 с серебром (восстановленный)
Рисунок 8 - Образец №3 с медью (восстановленный)
Рисунок 9 - Образец №3 с медью
Рисунок 10 - Образец №2 с медью
Рисунок 11 - Образец №2 с медью (восстановленный)
На всех рисунках видно, что начиная с 2800 нм идёт резкое падение пропускание это связано с присутствием ОН-групп. Начиная с 4000 нм, пропускание приближается к нулю в связи с тем, что сама матрица боратного стекла начинает поглощать. При сравнении рисунков 8 и 9 видно, что восстановленный образец стекла №3 с медью пропускает с меньшей интенсивностью.
4.6 Спектры поглощения наночастиц серебра и меди на поверхности боросиликатных стекол ближнем УФ и видимом диапазоне длин волн
Для снятия спектров поглощения использовался спектрофотометр СФ-спектрофотометр работает под управлением внешней ЭВМ. Принцип действия спектрофотометра основан на измерении отношения двух световых потоков: прошедшего через исследуемый образец к прошедшему через образец сравнения. Монохроматическое излучение, выходящее из монохроматора, разделяется на два канала (канал образца и канал сравнения) с помощью зеркального модулятора и направляется в кюветное отделение, затем потоки излучения из обоих каналов поочерёдно направляются на приёмник излучения, преобразуются в числовые коды и обрабатываются с помощью микропроцессора или внешней ЭВМ. Вывод результатов измерений производится на монитор и печатающее устройство. В качестве источников излучения для спектрофотометра используется дейтериевая лампа (ДДС-30М) - для работы в области спектра от 190 до 340 нм и галогенная лампа (КГМ12-10) - для работы в области спектра от 340 до 1100 нм. Смена источников излучения производится автоматически.
Спектральный диапазон измерений 190-1100 нм (ближний УФ и видимый спектр длин волн).
В литературных источниках имеются данные о спектрах поглощения, интересующих нас наночастиц. В литературе описываются спектры поглощения с резонансами частот для серебра от 390 нм до 520, для меди - от 370 до 590 нм. На рисунках 12 и 13 представлены спектры поглощения серебра и меди, взятые из различных источников.
Рисунок 12 - Спектр поглощения стекла, содержащего коллоидное серебро (Дж. Шелби, 2006 г.)
Рисунок 13 - Оптическое поглощение Al2O3 с наночастицми серебра, меди, золота (Плаксин О.А., Глотов А.И., Гулевич А.В. и др., 2008г.
Нами были сняты спектры поглощения для 12 образцов. У всех восстановленных образцов обнаружена полоса плазмонного резонанса. Однако он зачастую сильно уширен. Мы предполагаем, что это происходит из-за присутствия наночастиц различного размера, формы, различного расстояния между наночастицами.
Для восстановленного образца №1 (рисунок 14) с серебром пик плазмонного резонанса приходится 430 нм, что характерно для наночастиц серебра.
Рисунок 14 - Образец №1 с серебром (восстановленный)
Для восстановленного образца с серебром №5 (рисунок 15) максимум полосы плазмонного резонанса приходится на длины волн 440-490 нм, что характерно для наночастиц серебра. Полоса слабо выражена и сильно уширена.
Рисунок 15 - Образец №5 с серебром (восстановленный)
Для восстановленного образца с серебром №3 (рисунок 16) максимум плазменного резонанса приходится на 430 нм, что типично для наночастиц серебра.
Рисунок 16 - Состав №3 с серебром (восстановленный)
Пик плазмонного резонанса восстановленного образца №4 (рисунок 17) с серебром приходится приходится на 480 нм, что типично для наночастиц серебра.
Рисунок 17 - Образец №4 с серебром (восстановленный)
Не восстановленный образец №4 с серебром (рисунок 18) ведёт себя как обычная матрица боратного стекла. Маленький всплеск на длине волны равной 390 нм предположительно связан со сменой источников излучения примерно в этом диапазоне волн.
Рисунок 18 - Образец №4 с серебром
Для образца с серебром №2 также видна разница восстановленного и не восстановленного состояния. Максимум плазменного резонанса у восстановленного образца с серебром №2 (рисунок 19) приходится на промежуток длин волн от 420 до 470 нм.
Рисунок 19 - Образец №2 с серебром (восстановленный)
Не восстановленный образец №2 (рисунок 20) с серебром ведёт себя т?/p>