Granulated metal nanostructure deposited by laser ablation accompanied by cascade drop fission

Abstract

A new method is proposed for the fabrication of thin films consisting of closely packed nm-size metallic grains. The method is based on laser ablation of metallic (Cu) target and cascade fission of ejected liquid metallic drops charged in the laser torch plasma. It is suggested that cascade fission is limited by field emission current from the drop surface, which stops this process sharply when the Cu granule size diminishes down to about 10 nm. The fabricated films, free oxidized in air, are shown to consist of one or several layers of monodisperse spherical Cu grains, 8 nm in diameter, covered by about a 1 nm thick Cu2O layer.

Laser electrodispersion as a new chlorine-free method for the production of highly effective metal-containing supported catalysts

“…As it was demonstrated previously for Pd, Ni, and Cu deposited on C, Si, and SiO 2 /Si [3,6], the size of the metal nanoparticles deposited on the support by the LED method depends on the metal nature only: the mean particle size of Pd is about 2.1 nm, Ni forms particles about 2.3 nm in size, for Cu this value is equal to 5 nm. However, so far no Au nanostructures obtained by LED have been reported.…”

“…This method has been applied to fabricate thin nanostructured coatings of silicon wafers both naturally and thermally oxidized, with the film being composed of monodispersive and amorphous Cu, Ni, or Pd nanoparticles [3,4]. The most important common feature of the catalysts fabricated by LED is their unusually high activity in the chlorohydrocarbon conversions (Cu and Ni) and hydrogenation (Ni and Pd).…”

Формирование Аморфных Наночастиц Углерода Методом Лазерного Электродиспергирования

“…Процесс лазерного диспергирования материалов хорошо изучен применительно к металлам [4], в его основе лежит явление электродис-пергирования капель проводящих жидкостей [5]. Ключевым в этом про-цессе является этап каскадного деления капель расплава (микронного и субмикронного размера), которые формируются на поверхности мише-ни под действием лазерного излучения, заряжаются в плазме лазерного факела до неустойчивого состояния и делятся последовательно на все более мелкие частицы с образованием капель нанометрового размера.…”

Транспорт и фоточувствительность в структурах: композитный слой из наночастиц кремния и золота на p-Si

“…Образцы изготавливались методом лазерного электродиспергиро-вания [6,7]. Основное внимание будет уделено образцу 1 cо слоем наночастиц кремния без золота и образцу 2 с высоким содержанием наночастиц Au (соотношение Si : Au ∼ 1 : 1), который обладает значительным усиле-нием фототока.…”