Комбинированное магнетронно-лазерное осаждение пленочных плазмонных структур оксида титана с наночастицами серебра

  • Александр Пантелеевич Бурмаков Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь https://orcid.org/0000-0003-2605-9599
  • Василий Николаевич Кулешов Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь
  • Алексей Владимирович Столяров Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь
DOI: https://doi.org/10.33581/2520-2243-2020-1-54-59

Аннотация

Рассматривается методика получения пленочных структур, представляющих собой диэлектрическую матрицу с находящимися в ней наноразмерными металлическими частицами. Методика реализована путем одновременного использования магнетронного распыления и импульсного лазерного осаждения. В качестве диэлектрической матрицы применены пленки TiO2, формируемые магнетронным распылением. Металлические частицы Ag осаждались из эрозионного лазерного потока. Представлены условия реализации методики: взаимное расположение магнетрона, лазерной мишени и подложки; характеристики лазерного излучения; параметры магнетронного разряда; давление и состав газовой среды. С помощью методов спектрофотометрии, сканирующей электронной микроскопии и атомной силовой микроскопии получены оптические и структурные характеристики покрытий. Определена толщина покрытия, оценены преобладающий размер частиц и их поверхностная плотность. Установлено значительное влияние частоты лазерных импульсов на поглощение и пропускание полосы поверхностного плазмонного резонанса, а также наличие в пленочной структуре малоразмерных частиц материала катода магнетронного распылителя.

Биографии авторов

Александр Пантелеевич Бурмаков, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

кандидат физико-математических наук, доцент; доцент кафедры физической электроники и нанотехнологий факультета радиофизики и компьютерных технологий

Василий Николаевич Кулешов, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

старший преподаватель кафедры физической электроники и нанотехнологий факультета радиофизики и компьютерных технологий

Алексей Владимирович Столяров, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

аспирант кафедры физической электроники и нанотехнологий факультета радиофизики и компьютерных технологий. Научный руководитель – А. П. Бурмаков

Литература

  1. Gorshkov ON, Tetelbaum DI, Mikhailov AN. Nanorazmernye chastitsy kremniya i germaniya v oksidnykh dielektrikakh. Formirovanie, svoistva, primenenie [Nanoscale particles of silicon and germanium in oxide dielectrics. Formation, properties, application]. Nizhni Novgorod: Lobachevsky State University of Nizhni Novgorod; 2006. 83 p. Russian.
  2. Goncharov VK, Kozadaev KV, Shiman DI. [Formation and complex investigation of spectral-morphologic parameters of Ag nanoscale phase in polymer film]. Journal of Applied Spectroscopy. 2010;77(5):732–736. Russian.
  3. Popok NV, Stepanov AL, Odzhaev VB. Synthesis of silver nanoparticles by the ion implantation method and investigation of their optical properties. Journal of Applied Spectroscopy. 2005;72(2):229–234. DOI: 10.1007/s10812-005-0060-2.
  4. Krzanowski JE, Nainaparampil JJ, Phani AR. Mechanical and tribological properties of sub- and superstoichiometric Ti — C and Ti — Si — C films deposited by magnetron sputtering-pulsed laser deposition. Journal of Vacuum Science & Technology A. 2003;21(6):1829–1836.
  5. Jelínek M, Kocourek T, Kadlec Ja, Zemek J. Hybrid laser – magnetron technology for carbon composite coating. Laser Physics. 2009;19(2):149 –153. DOI: 10.1134/S1054660X09020017.
  6. Burmakou AP, Lyudchik OR, Kuleshov VN. Combined magnetron-laser deposition of dielectric coatings comprising metal nano-particles. Vestnik BGU. Seriya 1. Fizika. Matematika. Informatika. 2016;2:41– 48. Russian.
  7. Burmakov AP, Kuleshov VN, Prokopchik KU. [Features of the formation of a combined magnetron-laser plasma in the process of applying a film coating]. Journal of Engineering Physics and Thermophysics. 2016;89(5):1281–1287. Russian.
  8. Krutyakov YuA, Kudrinskiy AA, Olenin AYu, Lisichkin GV. Synthesis and properties of silver nanoparticles: achievements and prospects. Uspekhi khimii. 2008;77(3):242–265. Russian.
Опубликован
2020-01-27
Ключевые слова: лазерная плазма, комбинированное осаждение пленок, диэлектрические пленки, наночастицы, поверхностный плазмонный резонанс, магнетронный разряд
Как цитировать
Бурмаков, А. П., Кулешов, В. Н., & Столяров, А. В. (2020). Комбинированное магнетронно-лазерное осаждение пленочных плазмонных структур оксида титана с наночастицами серебра. Журнал Белорусского государственного университета. Физика, 1, 54-59. https://doi.org/10.33581/2520-2243-2020-1-54-59
Выпуск
№ 1 (2020): Журнал Белорусского государственного университета. Физика
Раздел
Физика конденсированного состояния

Copyright (c) 2020 Журнал Белорусского государственного университета. Физика

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.

Авторы, публикующиеся в данном журнале, соглашаются со следующим:

  1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся неэксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге) со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
  3. Авторы имеют право размещать их работу в интернете (например, в институтском хранилище или на персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу. (См. The Effect of Open Access).