Графеннің кванттық нүктелерінің қасиеттеріне лазер энергиясы тығыздығының әсері
Авторлар
- Евгения В. Селиверстова Buketov Karaganda University
-
Профессор Ибраев Н.Х.
Академик Е.А. Бөкетов атындағы Қарағанды университеті
-
Эльмира Ж. Алихайдарова
Академик Е.А. Бөкетов атындағы Қарағанды университеті
DOI:
https://doi.org/10.31489/2022No2/30-34Кілт сөздер:
графен оксиді, графен нүктелері, абляция, құрылым, оптикалық қасиеттерАңдатпа
Әр түрлі энергия тығыздығымен лазерлік сәулелену абляция арқылы алынған графен оксидінің (GO) негізіндегі нүктелердің құрылымдық және оптикалық қасиеттері зерттелді. Лазерлік абляциядан кейін лазерлік сәулелену энергиясының тығыздығы сәйкесінше, E~15 және 21 Дж/см2 бойынша дайындалған үлгілер үшін GO жапырақшаларының орташа бүйірлік өлшемі 1280 – 1900 нм-ден 230 ± 95 нм-ге және 110 ± 42 нм-ге дейін төмендейтіні көрсетілген. Раман спектроскопиясының деректері абляциядан кейін ID/IG қатынасының 1,04-тен 0,97-ге дейін төмендегенін көрсетті, бұл абляциядан кейін GO-да sp2 гибридтелген домендер санының артуын көрсетеді. Қуаттың өзгеруі оның функционализациясының өзгеруіне, сондай-ақ GO жапырақшаларының ішіндегі sp2-домендерінің реттелуіне іс жүзінде әсер етпейді. GO дисперсиясының оптикалық тығыздығы және олардың флуоресценциясының қарқындылығы абляция шарттарына байланысты. Абляцияланбаған дисперсия үшін 450 нм шамасында люминесценция жолағымен бірге спектрде максимумы шамамен 600 нм болатын қосымша жолақ пайда болады. Абляциядан кейін бөлшектердің таралуы біркелкі болады, бұл GO люминесценция диапазонының пішінінің өзгеруімен де, әр түрлі толқын ұзындықтарында тіркеу кезіндегі флуоресценцияның өмір сүру ұзақтығының тұрақтылығымен де дәлелденеді.
References
Kim H.J., Bang I.C., Onoe J. Characteristic stability of bare Au-water nanofluids fabricated by pulsed laser ablation in liquids, Opt. Lasers Eng. 2009, Vol. 47, pp. 532–8.
Ganeev R.A, Baba M., Ryasnyansky A.I., Suzuki M., Kuroda H. Characterization of optical and nonlinear optical properties ofsilver nanoparticles prepared by laser ablation in various liquids. Opt. Commun. 2004, Vol. 240, pp. 437–48.
Moniri S., Ghoranneviss M., Hantehzadeh M.R., Asadabad M.A. Synthesis and optical characterization of copper nanoparticlesprepared by laser ablation, Bull. Mat. Sci. 2017, Vol. 40, pp. 37–43.
Atiaf K.J., Abbas Q.A. Synthesis of graphene oxide nanoparticles by laser ablation system. Iraqi J. Sci. 2020, Vol. 61(9), pp. 2241–2250.
Dell’Aglio M., Gaudiuso R., De Pascale O., De Giacomo A. Mechanisms and processes of pulsed laser ablation in liquids duringnanoparticle production. Appl. Surf. Sci. 2015, Vol. 348, pp. 4–9.
Amendola V., Meneghetti M. Laser ablation synthesis in solution and size manipulation of noble metal nanoparticles. Phys.Chem. Chem. Phys. 2009, Vol. 11, pp. 3805–3821.
Kim S., Hwang S.W., Kim M., Shin D.Y., Shin D.H. Anomalous behaviors of visible luminescence from graphene quantum dots: interplay between size and shape. ACS Nano, 2012, Vol. 6, pp. 8203–8208.
Lin T.N., Chih K.H., Yuan C.T., Shen J.L., Lince C.A.J., Liud W.R. Laser-ablation production of graphene oxide nanostructures: from ribbons to quantum dots. Nanoscale, 2015. Vol. 7, pp. 2708–2715.
Seliverstova E., Ibrayev N., Menshova E. Modification of structure and optical properties of graphene oxide dots, prepared by laser ablation method. Fullerenes, Nanotubes, Carbon Nanostruct., 2022, Vol. 30( 1), pp.119-125.
Seliverstova E., Ibrayev N., Menshova E., Alikhaidarova E. Laser modification of structure and optical properties of N-doped graphene oxide. Mater. Res. Express, 2021, Vol. 8(11), pp. 115601(1-5).
Zhu S., Song Y., Zhao X., Shao J., Zhang J., Yang B. The photoluminescence mechanism in carbon dots (graphene quantum dots, carbon nanodots, and polymer dots): current state and future perspective. Nano Res., 2015, No. 2, pp. 355–381.
Ganash E.A., Al-Jabarti G.A., Altuwirqi R.M. The synthesis of carbon-based nanomaterials by pulsed laser ablation in water. Mater. Res. Express, 2019, No. 1, pp. P. 015002 (1–10).
Hoffman J., Chrzanowska J., Kucharski S., Moscicki T., Mihailescu I.N., Ristoscu C., Szymanski Z. The effect of laser wavelength on the ablation rate of carbon. Appl. Phys. A, 2014, Vol. 117, pp. 395–400.
Hoffman J. The effect of recoil pressure in the ablation of polycrystalline graphite by a nanosecond laser pulse. J. Phys. D: Appl. Phys., 2015, Vol. 48, pp. 235201 (1–8).
Ibrayev N.Kh., Dzhanabekova R.Kh., Amanzholova G.S. Spectral and luminescent properties of carbon quantum dots functionalized with N- and S-contaning groups. Euras. Phys. Tech. J., 2021, Vol. 18, No.2(36), pp. 12-17.
Wang D.H., Choi D.W., Li J., Yang Z.G., Nie Z.M., Kou R. Self-assembled TiO2-graphene hybrid nanostructures for enhanced Li-Ion insertion, ACS Nano, 2009, Vol. 3, pp. 907–914.
Wang X., Zhi L., Muellen K. Transparent, conductive graphene electrodes for dye-sensitized solar cells, Nano Lett., 2008, Vol. 8, pp. 323–327.
Ng Y.H., Lightcap I.V., Goodwin K., Matsumura M., Kamat P.V. To what extent do graphene scaffolds improve the photovoltaic and photocatalytic response of TiO2 nanostructured films. J. Phys. Chem. Lett., 2010, Vol. 15, pp. 2222–2227.
Li Q., Guo B.D., Yu J.G., Ran J.R., Zhang B.H., Yan H.J., Gong J.R. Highly efficient visible-light-driven photocatalytic hydrogen production of CdS-cluster-decorated graphene nanosheets. J. Am. Chem. Soc., 2011, Vol. 133, pp. 10878–10884.
Ozer L.Y., Garlisi C., Oladipo H., Pagliaro M., Sharief S.A., Yusuf A., Almheiri S., Palmisano G. Inorganic semiconductors-graphene composites in photo(electro)catalysis: synthetic strategies, interaction mechanisms and applications. J. Photochem. Photobiol. C, 2007, Vol. 33, pp. 132–164.
Zhang Z., Wang C., Zakaria R., Ying Y. Role of particle size in nanocrystalline TiO2–based photocatalysts. J. Phys. Chem.: B, 1998, Vol. 102, pp. 10871–10878.
Dubey P.K., Tripathi P., Tiwari R.S., Sinha A.S.K., Srivastava O.N. Synthesis of reduced graphene oxide-TiO2 nanoparticle composite systems and its application in hydrogen production. Int. J. Hydrogen Energ., 2014, Vol. 39, pp. 16282–16292.
Thakur K., Kandasubramanian B. Graphene and graphene oxide-based composites for removal of organic pollutants: a review. J. Chem. Engineer. Data, 2019, Vol. 64(3), pp. 833-867.
Zhumabekov A.Zh., Ibrayev N.Kh., Seliverstova E.V. Investigation of photocatalytic activity of TiO2–GO nanocomposite. Euras. Phys. Tech. J., 2019, Vol. 16, No. 1, pp. 42–46.
Jorio A., Dresselhans M., Saito R., Dresselhaus G.F. Raman spectroscopy in graphene related systems. Verlag: Wiley-VCH, 2011, 356 p.
Parker С. Photoluminescence of solutions. Mir, 1972, 510 p. [In Russian]
