Formation of silver nanoparticles in silicate glass using excimer laser radiation: Structural characterization by HRTEM, XRD, EXAFS and optical absorption spectra
Formation of silver nanoparticles in silicate glass using excimer laser radiation: Structural characterization by HRTEM, XRD, EXAFS and optical absorption spectra
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使用准分子激光辐射在硅酸盐玻璃中形成银纳米颗粒：通过 HRTEM、XRD、EXAFS 和光学吸收光谱进行结构表征
DOI：
10.1016/j.jallcom.2016.04.214
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发表时间：
2016
影响因子：
6.2
通讯作者：
L. A. Bugaev
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
M. Heinz;V. V. Srabionyan;A. L. Bugaev;V. V. Pryadchenko;E. V. Ishenko;L. A. Avakyan;Y. V. Zubavichus;J. Ihlemann;J. Meinertz;E. Pippel;M. Dubiel;L. A. Bugaev
使用 Ag+↔ Na+ 离子交换和不同数量的激光脉冲（从 2 到 5000）的紫外激光照射（ArF 激光，193 nm）生成钠钙硅酸盐玻璃表面的等离激元银纳米结构。为了确定银纳米颗粒及其团聚体的光学性质（表面等离子共振 (SPR) 参数）和原子结构之间的相关性，通过 HRTEM、XRD、可见光范围内的光吸收和 AgK 边缘 EXAFS 光谱对样品进行了表征。使用米氏理论方法进行光谱分析，解释了硅酸盐玻璃中最可能的缺陷中心，如空穴陷阱中心和非桥接氧空穴中心。 AgK 边缘 EXAFS 的处理产生了银离子态和中性态的 Ag-Ag 和 Ag-O 相互作用的平均值。 HRTEM 和 XRD 数据的一致处理、光谱特征的行为以及所获得的 Ag-Ag 和 Ag-O 结构参数对激光脉冲数量的依赖性，使得能够提出紫外激光照射下硅酸盐玻璃中等离子体银纳米颗粒形成的机制。
Plasmonic silver nanostructures in surfaces of soda-lime silicate glasses were generated using Ag+↔ Na+ion exchange and UV laser irradiation (ArF laser, 193 nm) with different number ofnslaser pulses (from 2 to 5000). To identify the correlations between the optical properties (surface plasmon resonance (SPR) parameters) and atomic structure of silver nanoparticles and their agglomerations, characterization of the samples was performed by HRTEM, XRD, optical absorption in visible range and AgK-edge EXAFS spectra. Analysis of the optical spectra was performed using a Mie theory approach, accounting for the most plausible defect centers in silicate glass like hole trap centers and non-bridging oxygen hole centers. Processing of AgK-edge EXAFS yielded values of Ag-Ag and Ag-O interactions averaged over ionic and neutral states of silver. The consistent treatment of HRTEM and XRD data, the behavior of features in optical spectra and the obtained dependence of Ag-Ag and Ag-O structural parameters upon the number of laser pulses enabled to suggest a mechanism of plasmonic Ag nanoparticles formation in silicate glass under UV laser irradiation.
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Y. Shimotsuma;K. Hirao;P. Kazansky;J. Qiu
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