Формирование коллоидных растворов наночастиц кремния в этиловом спирте ультракороткими лазерными импульсами

Проведено исследование морфологии поверхности мишени кремния после лазерного воздействия, формирование и исследование наночастиц, полученных методом лазерной абляции ультракороткими импульсами инфракрасного диапазона. Для обработки материала использован лазер на алюмоиттриевом гранате (LS-2134D) с длиной волны 1064 нм, генерирующий в двухимпульсном режиме (импульсы разделены временным интервалом 3 мкс, длительность импульсов 10 нс, частота следования импульсов 10 Гц, энергия одиночного импульса ~ 0,05 Дж). Методом лазерной абляции получены спиртовые растворы наночастиц кремния. Показано, что формируется ансамбль частиц разного размера (от 20 нм до 2,5 мкм), которые не имеют огранки. Методом сканирующей электрон- ной микроскопии установлены особенности морфологии поверхности кратера поликристаллического кремния, находящегося в этиловом спирте, при импульсной лазерной обработке в режиме сдвоенных импульсов. Показано, что структура кратера состоит из зерен кремния, отделенных друг от друга канавками, испарение материала происходит по границам зерен, образуются широкие канавки термического травления. Полученные результаты могут быть ис- пользованы при создании солнечных элементов.

1. Лазерный синтез наночастиц селена в жидкостях мономерах / Н. А. Зулина [и др.] // Науч.-техн. вестн. информ. технологий, механики и оптики. – 2018. – Т. 18, № 3. – С. 2–25.

2. Формирование наноструктур селена лазерной абляцией / А. С. Подольцев [и др.] // Изв. Гомел. гос. ун-та им. Ф. Скорины. – 2006. – № 6 (39). – Ч. 2. – С. 3–6.

3. Маркевич, М. И. Структурные превращения в тонких металлических пленках при импульсном лазерном воз- действии / М. И. Маркевич, А. М. Чапланов // Вес. Нац. акад. навук Беларусі. Сер. фіз.-мат. навук. – 2016. – № 1. – С. 28–35.

4. Markevich, M. I. Pulsed Laser-Induced Synthesis of Metal Sulphides in Sulphurous Liquids Under Action of Shock Waves / M. I. Markevich, F. A. Piskunov // High Power Lasers – Science and Engineering / Kluber Akademic Publishers Advanced Study Іnstitute. – Published cooperation with NATO Scientific Affairs Division, 1996. – P. 561–565. https://doi.org/10.1007/978-94-015-8725-9_36

5. Формирование коллоидных растворов металлов в воде методом лазерной абляции / В. К. Гончаров [и др.] // Актуальные проблемы физики твердого тела: ФТТ-2009: сб. докл. Междунар. науч. конф., 20–23 окт. 2009 г. – Минск, 2009. – С. 381–382.

6. Исследование коллоидных растворов селена, созданных по лазерной технологии / Е. Е. Казилин [и др.] // Перспективные материалы. – 2008. – № 3. – С. 60–63.