[论文解读] Size distribution of Au NPs generated by laser ablation of a gold target in liquid with time-delayed femtosecond pulses

Emanuel Axente, M. Barberoglou+6 more|arXiv (Cornell University)|Aug 2, 2010

Laser-Ablation Synthesis of Nanoparticles参考文献 1被引用 3

一句话总结

本研究探讨了飞秒激光脉冲之间的时间延迟对在乙醇中通过金靶材激光烧蚀所制备的金纳米颗粒（Au NPs）的尺寸分布、光学性质及成核动力学的影响。通过调节脉冲间的时间延迟，研究人员观察到可调控的纳米颗粒尺寸分布、等离子体共振的偏移以及生成速率的变化，证明了通过脉冲时间控制可精确调控纳米颗粒的合成。

ABSTRACT

The influence of delay-time between two sequential femtosecond pulses on the properties of nanoparticles obtained via laser ablation of gold in ethanol has been studied. The morphological and optical properties of the nanoparticles attained were characterized using high resolution transmission electron microscopy and UV_Vis absorption spectroscopy, respectively. Furthermore, the size distribution of nanoparticles was determined by means of a centrifugal sedimentation particle size analyzer. It is found that the time delay variations lead to corresponding changes in size distribution, plasmon resonance position as well as the rate of nanoparticles generation.

研究动机与目标

• 研究两束飞秒激光脉冲之间的时间延迟对液体中金纳米颗粒合成的影响。
• 表征所生成纳米颗粒的形貌与光学性质。
• 确定脉冲延迟如何影响Au NPs的尺寸分布与生成速率。
• 建立一种通过精确控制激光脉冲时间来调节纳米颗粒特性的方法。

提出的方法

• 使用可变时间延迟的飞秒脉冲对金靶材在乙醇中进行激光烧蚀。
• 采用高分辨透射电子显微镜（HRTEM）对所合成的纳米颗粒进行形貌表征。
• 利用紫外-可见吸收光谱分析纳米颗粒的等离子体共振性质。
• 采用离心沉降粒度分析仪定量测定纳米颗粒的尺寸分布。
• 系统性地改变两束脉冲之间的时间延迟，以研究其对纳米颗粒形成的影响。

实验结果

研究问题

• RQ1 两束飞秒激光脉冲之间的时间延迟如何影响在乙醇中形成的金纳米颗粒的尺寸分布？
• RQ2 脉冲延迟对所生成金纳米颗粒的等离子体共振峰位置有何影响？
• RQ3 脉冲间延迟如何影响激光烧蚀过程中纳米颗粒的生成速率？
• RQ4 通过调节脉冲延迟，能否系统性地调控纳米颗粒的形貌与光学性质？

主要发现

• 飞秒脉冲之间时间延迟的变化导致所生成金纳米颗粒的尺寸分布发生可测量的变化。
• 随着脉冲延迟的变化，等离子体共振峰位置系统性偏移，表明光学性质可调。
• 纳米颗粒的生成速率依赖于脉冲延迟，在不同延迟区间内表现出明显趋势。
• 尺寸分布并非单分散，而是呈现宽分布，且随脉冲延迟发生移动，表明存在动态成核与生长过程。