СИНТЕЗ УГЛЕРОДНЫХ, СУБМИКРОННЫХ И НАНОСТРУКТУР В ПОЛЕ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Исследование возможности образования наноструктур в поле лазерного излучения является в настоящее время одним из наиболее активно развивающихся направлений лазерной физики [1-4]. Развитие данной отрасли связано с тем, что свойства образующихся наноструктур существенно зависят от параметров лазерного излучения (длина волны, длительность импульса, форма пучка), разработанные в последнее время лазерные системы позволяют охватить большой диапазон данных параметров, что позволяет рассчитывать на генерацию наноструктур с заданными свойствами.
В данной работе образец подвергался воздействию излучения лазера на YAG:Nd3+ с длиной волны λ= 1.06 мкм, работающего в импульсно периодическом режиме с частотой следования импульсов f =150 Гц и длительностью импульса мс, размер лазерного пятна на образце изменялся от 100 до 400 мкм. Средняя мощность излучения варьировалась в пределах 20 ÷ 200 Вт, при этом обеспечивалась плотность мощности излучения на поверхности образца до 107 Вт/см2. Длительность времени воздействия t составляла от 1 до 10 секунд.
Свойства образцов после воздействия исследовались при помощи зондового и электронного микроскопов.
До временив воздействия менее 3с, признаков плавления материала не наблюдалось, при увеличении времени воздействия t > 3с наблюдалось появление типичных зон, то есть при сканировании явным образом можно определить качественное изменение рельефа поверхности образца (см. рис.1), отслеживалось изменение радиального размера наблюдаемой области в целом, глубины центральной зоны каверны, изменение высот рельефа в переходных областях, а также образование множества разломов в центральной зоне.
Рис. 1. Изображение каверны на поверхности стеклоуглерода с оптическим увеличением 28, P=76 Вт, t=5c
В зоне 1, наблюдается переплавленный углерод, внутри области перепады высот достаточно велики. В зонах 2 и 3 (см. рис. 2а) наблюдаются почти регулярные квазидоменные структуры. Из-за высокой повторяемости структур их изображение напоминает образование нанозерен на поверхности материалов, обpaбатываемых при высоких давлениях и температурах [1, 3]. Отличие вида границ «доменов», позволяет определить, что они сформировались под действием различных процессов. Образование в области 3 ярко выраженных правильных многоугольников (в данном случае наблюдались пяти- и шестиугольники), позволяет говорить о кристаллизации тонкого слоя однородной жидкости на аморфной поверхности[3, 4]. Разрушение правильных границ в области 2, возможно, является влиянием температурного фактора [3].
На границе каверны, область 4, наблюдается образование ярко выраженных кольцевых структур (рис. 2б). Между кольцевыми выпуклостями поверхность сильно неоднородна, фиксируются множественные «складки» и образование наношероховатости (рис. 2в).
В областях 5,6,7 были обнаружены образования «нанопиков», при этом на поверхности образцов удаётся выделить «переходную область». Ее отличительной особенностью является возможность обнаружения исходного рельефа образца под «новообразованиями» (см. рис. 2г). Данная область имеет хорошо прослеживаемые границы, её размер зависит от мощности и длительности воздействия лазерного излучения.
Природа возникновения такой зоны по всей видимости связана с процессом горячих паров материала, покидающих область воздействия. Можно утверждать, что твердофазное разрушение поверхности под действием возникающих термических напряжений в данном случае не является доминирующим механизмом, поскольку сохраняется первоначальный рельеф.
Рис. 2. АСМ и РЭМ изображения поверхности образца в различных зонах: а) граница каверны, внутренняя область; б, в) граница каверны, внешний край; г) область осаждения паров
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
- Наноструктурнные материалы: учеб. пособие для студ. ВУЗов / Р.А. Андриевский, А.В. Рагуля. - М.: Издательский центр «Академия», 2005.-192 с.
- Лозовик Ю.В., Попов А.М. Образование и рост углеродных наноструктур - фуллеренов, наночастиц, нанотрубок и конусов // УФН, т. 167 (7), с. 151, 1997.
- Суздалев И.П. Нанотехнология: физико-химия нанокластеров, наноструктур и наноматериалов. - М.: КомКнига, 2006. - 592 с.
- Гусев А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. - 416 с.
Статья в формате PDF
240 KB...
26 04 2024 12:43:18
Статья в формате PDF 119 KB...
24 04 2024 7:58:28
Статья в формате PDF
129 KB...
23 04 2024 20:36:12
Статья в формате PDF
361 KB...
22 04 2024 9:32:31
Статья в формате PDF
111 KB...
21 04 2024 7:36:56
Статья в формате PDF
122 KB...
20 04 2024 5:55:24
Статья в формате PDF
97 KB...
19 04 2024 22:16:54
Статья в формате PDF
145 KB...
18 04 2024 23:16:10
Статья в формате PDF
126 KB...
17 04 2024 12:53:55
Статья в формате PDF
172 KB...
16 04 2024 19:52:46
Статья в формате PDF
148 KB...
15 04 2024 19:20:59
В статье рассматривается один из вариантов решения проблемы трудовых ресурсов для России. Эта проблема в силу демографического спада и пpaктиковавшейся не одно десятилетие порочной пpaктики монопсонии¸ как государственной доктрины стала очень острой. Описывается процесс распределения нагрузки в процессе освоения массовых рабочих профессий с учетом психологических и психофизиологических особенностей обучаемого на основе базовой системы микроэлементного нормирования.
...
14 04 2024 9:28:28
Статья в формате PDF
131 KB...
13 04 2024 4:29:22
Статья в формате PDF
124 KB...
12 04 2024 8:29:43
Статья в формате PDF
322 KB...
11 04 2024 22:28:40
Статья в формате PDF
304 KB...
10 04 2024 15:50:28
Статья в формате PDF
140 KB...
09 04 2024 9:33:20
Статья в формате PDF
150 KB...
08 04 2024 11:29:41
Статья в формате PDF
111 KB...
07 04 2024 6:19:25
Статья в формате PDF
156 KB...
06 04 2024 14:20:42
Статья в формате PDF
105 KB...
05 04 2024 12:37:13
Статья в формате PDF
101 KB...
04 04 2024 11:35:13
Статья в формате PDF
107 KB...
03 04 2024 8:58:17
Изучены коррелятивные взаимоотношения внутриствольной структуры и деформативно-прочностных свойств срединных, локтевых и седалищных нервов трупов людей обоего пола в возрасте от 21 до 60 лет. Установлено, что на стадии малых деформаций основными структурными компонентами нервов, определяющими их прочность и упругость, являются эластические и коллагеновые волокна соединительнотканных оболочек, преимущественно эпиневрия. Причем роль коллагена с возрастом увеличивается вследствие его накопления и снижения порога компенсации продольных растяжений. При больших деформациях прочность и жесткость нервов детерминируются, преимущественно, нервными волокнами и, в меньшей степени, соединительной тканью оболочек. В момент разрыва, так же как и при пластической деформации, прочность и жесткость нервов определяются в большей степени нервными волокнами и, в меньшей степени, коллагеновыми волокнами эпиневрия и периневрия.
...
02 04 2024 16:22:17
Статья в формате PDF
253 KB...
01 04 2024 21:22:16
Статья в формате PDF
334 KB...
31 03 2024 16:16:15
Статья в формате PDF
125 KB...
28 03 2024 15:16:23
Статья в формате PDF
105 KB...
27 03 2024 22:21:36
В работе показано, что фундаментальные принципы классической механики и теории поля - принцип наименьшего действия и калибровочная инвариантность полей и электромагнитного поля - есть прямое следствие существования уже в рамках классической физики функции состояния.
...
26 03 2024 8:31:18
Статья в формате PDF
345 KB...
25 03 2024 0:11:23
Статья в формате PDF
119 KB...
24 03 2024 15:15:52
Статья в формате PDF
110 KB...
23 03 2024 22:46:45
Статья в формате PDF
105 KB...
22 03 2024 14:34:32
Статья в формате PDF
119 KB...
21 03 2024 10:33:48
Статья в формате PDF
113 KB...
18 03 2024 6:22:23
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
