Title Amorphous silica-based carbon nanotube and silver nanoprism coatings: synthesis and investigation of their optical properties
Anglies nanovamzdelių ir sidabro nanoprizmių dangų sintezė panaudojant amorfinį silicio dioksidą bei jų optinių savybių tyrimas
Authors Jurgis Pilipavičius
Publication date 2016
Abstract [eng] In this thesis two type silica composite coatings were investigated which includes (i) silica-single-walled carbon nanotube (SWCNT) and (ii) silica-silver nanoprism (AgNPR) coatings. Research results showed, that the highest colloidal stability of SWCNTs in ethanol is obtained with surfactant P4VP. Saturable absorption experiments showed better performance of semiconductive SWCNT compared to unsorted ones – they have lower non-saturable loses and lower saturation power. SWCNT-silica composite coatings show higher thermal stability compared to polymeric SWCNT-P4VP coatings. Smaller AgNPRs are found to show positive nonlinear absorption, which was identified as two photon absorption and positive nonlinear refraction in the NIR spectral region. Nanoparticles, which LSPR peak was nearer to the excitation wavelength have negative nonlinear absorption and behave as saturable absorbers. It was found, that in prepared hybrid silica-APTES coatings amount of used APTES is crucial for deposition rate and behaviour of AgNPRs on surface - high APTES concentration leads to rapid aggregation and particle precipitation. Nevertheless, deposition and aggregation rates can be slightly adjusted when moderate amount of APTES is used. SERS study revealed, the highest enhancement occurs on coatings containing large particles where LSPR band is near laser excitation wavelength.
Abstract [lit] Disertacijoje buvo tyrinėtos dviejų tipų silicio dioksido kompozicinės dangos – SiO2-anglies nanovamzdelių ir SiO2-sidabro nanoprizmių dangos. Tyrimo rezultatai parodė, kad didžiausias SWCNT dispersijų stabilumas etanolyje pasiekiamas naudojant P4VP. Įsotinamos absorbcijos eksperimentai parodė, kad puslaidininkiniai SWCNT pasižymi geresnėmis charakteristikomis, negu mišraus laidumo SWCNT. Be to, SWCNT-silicio dioksido kompozicinės dangos pasižymi geresniu terminiu stabilumu negu SWCNT–P4VP dangos. Mažesnių dimensijų AgNPR, NIR spektriniame ruože pasižymi teigiama netiesine absorbcija, kuri priskiriama dvifotonei absorbcijai ir eilės teigiamai netiesinei refrakcijai. Nanodalelės, kurių LSPR juosta yra artima sužadinimo bangos ilgiui pasižymi neigiama netiesine absorbcija ir elgiasi kaip įsotinamas sugėriklis. Buvo pastebėta, kad panaudotas APTES kiekis hibridinėms silicio dioksido–APTES dangoms gauti yra ypač svarbus AgNPR nusodinimo greičiui ir jų elgsenai ant paviršiaus – didelė APTES koncentracija sąlygoja greitą dalelių agregaciją ir išsėdimą. Tačiau nusodinimo ir agregacijos greičiai gali būti kontroliuojami naudojant vidutinį APTES kiekį. SERS tyrimas parodė, kad didžiausias stiprinimas gaunamas nuo didžiausio dydžio AgNPR dangų, kurių LSPR juosta yra artima sužadinimo bangos ilgiui.
E. documents Download