Investigation on synthesis, structural and nonlinear optical responses of cadmium selenide coated with gold nanoparticles induced by femtosecond laser excitation
| Autor: | Nadia Mohammed Jassim, Nada Abdul Hadi Kareem, Nada Ismael Ibrahim, Sumayyah Binti Abdul Manan |
|---|---|
| Jazyk: | angličtina |
| Rok vydání: | 2021 |
| Předmět: |
наночастицы золота
поверхневий плазмонний резонанс Materials science Nanostructure hybrid nanowires Nanowire Energy Engineering and Power Technology Nanoparticle Industrial and Manufacturing Engineering chemistry.chemical_compound гибридные нанопроволоки гібридні нанопроволоки Management of Technology and Innovation поверхностный плазмонный резонанс T1-995 Industry Electrical and Electronic Engineering Surface plasmon resonance наночастинки золота Technology (General) Plasmonic nanoparticles Cadmium selenide business.industry селенид кадмия Applied Mathematics Mechanical Engineering Second-harmonic generation селенід кадмію HD2321-4730.9 Computer Science Applications chemistry Control and Systems Engineering Colloidal gold gold nanoparticles генерация второй гармоники Optoelectronics cadmium selenide business генерація другої гармоніки surface plasmon resonance second-harmonic generation |
| Zdroj: | Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, Vol 3, Iss 5 (111), Pp 13-18 (2021) Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Vol. 3 No. 5 (111) (2021): Applied physics; 13-18 Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 3 № 5 (111) (2021): Прикладная физика; 13-18 Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 3 № 5 (111) (2021): Прикладна фізика; 13-18 |
| ISSN: | 1729-4061 1729-3774 |
| Popis: | Nonlinear optical signal enhancement cannot be achieved by using semiconductor materials alone. Here, we show that the recently discovered nonlinear optical behavior of plasmonic nanoparticles and hybrid nanowires enables an enhanced nonlinear optical response. A synthesis, characterization, and nonlinear optical response of synthesized hybrid nanowires structures were studied. The growth of gold nanoparticles (Au NPs) onto cadmium selenide nanowires CdSe NWs with different concentrations of gold nanoparticles coating prepared via an impregnation technique. Au nanoparticles in the CdSe/Au nanowires were uniformly dispersed on the CdSe nanowire surface. The surface morphologies and the propagation manner of hybrid nanostructures were used for transmission electron microscopy (TEM) to study the optical properties of pure and hybrid nanostructures. Dark-field scattering microscopy was used to characterize single CdSe NW and confirm the coating of hybrid CdSe/Au nanowires and characterize the concentration effect of gold nanoparticles. The dark-field scattering spectrum (DFSS) reference to the surface plasmon resonance of nearer Au NPs was observed at ca. 800 nm. By making a comparison between a single cadmium selenide with and without gold nanoparticles coating, hybrid CdSe/Au nanowires exhibit sufficient quality to produce second-harmonic generation stimulated with a pulsed, linearly polarized pump-light from a femtosecond Ti-sapphire laser. The estimated improvement of the second-harmonic generation signal is about ~ 1.8 times, ~ 5.5 times, ~ 6.9 times for low, moderate and full coating of gold nanoparticles, which was mainly due to the high quality of synthesis techniques and good dispersion of gold nanoparticles on CdSe nanowires Усиление нелинейного оптического сигнала не может быть достигнуто при использовании только полупроводниковых материалов. Показано, что недавно обнаруженные нелинейные оптические свойства плазмонных наночастиц и гибридных нанопроволок позволяют улучшить нелинейный оптический отклик. Были изучены синтез, характеристики и нелинейный оптический отклик синтезированных гибридных нанопроволочных структур. Наночастицы золота выращивали на нанопроволоках селенида кадмия с различными концентрациями покрытия наночастицами золота, полученными методом пропитки. Наночастицы Au в нанопроволоках CdSe/Au равномерно напыляли на поверхность нанопроволок CdSe. Для изучения оптических свойств чистых и гибридных наноструктур применялась просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ) с использованием морфологии поверхности и способа распространения гибридных наноструктур. Для характеристики одиночной нанопроволоки CdSe и подтверждения покрытия гибридных нанопроволок CdSe/Au, а также для характеристики эффекта концентрации наночастиц золота использовалась микроскопия рассеяния в темном поле. Спектр рассеяния в темном поле (DFSS), относящийся к поверхностному плазмонному резонансу более близких наночастиц Au, наблюдался приблизительно при 800 нм. При сравнении одиночного селенида кадмия с покрытием из наночастиц золота и без него гибридные нанопроволоки CdSe/Au проявляют достаточное качество для генерации второй гармоники, стимулированной импульсным линейно поляризованным световым излучением накачки от фемтосекундного титан-сапфирового лазера. Предполагаемое улучшение сигнала генерации второй гармоники составляет около ~ 1,8 раза, ~ 5,5 раза, ~ 6,9 раза для низкого, полу- и полного покрытия наночастиц золота, что в основном связано с высоким качеством методов синтеза и хорошей дисперсией наночастиц золота на нанопроволоках CdSe Посилення нелінійного оптичного сигналу не може бути досягнуто при використанні тільки напівпровідникових матеріалів. Показано, що нещодавно виявлені нелінійні оптичні властивості плазмонних наночастинок і гібридних нанопроволок дозволяють поліпшити нелінійний оптичний відгук. Були вивчені синтез, характеристики і нелінійний оптичний відгук синтезованих гібридних нанопроволочних структур. Наночастинки золота вирощували на нанопроволоках селеніду кадмію з різними концентраціями покриття наночастинками золота, отриманими методом просочування. Наночастинки Au в нанопроволоках CdSe/Au рівномірно напилювали на поверхню нанопроволок CdSe. Для вивчення оптичних властивостей чистих і гібридних наноструктур застосовувалася просвічуюча електронна мікроскопія (ПЕМ) з використанням морфології поверхні і способу поширення гібридних наноструктур. Для характеристики одиночної нанопроволоки CdSe і підтвердження покриття гібридних нанопроволок CdSe/Au, а також для характеристики ефекту концентрації наночастинок золота використовувалася мікроскопія розсіювання в темному полі. Спектр розсіювання в темному полі (DFSS), що відноситься до поверхневого плазмонного резонансу ближчих наночастинок Au, спостерігався приблизно при 800 нм. При порівнянні одиночного селеніду кадмію з покриттям з наночастинок золота і без нього гібридні нанопроволоки CdSe/Au виявляють достатню якість для генерації другої гармоніки, стимульованої імпульсним лінійно поляризованим світловим випромінюванням накачування від фемтосекундного титан-сапфірового лазера. Передбачуване поліпшення сигналу генерації другої гармоніки становить близько ~ 1,8 рази, ~ 5,5 рази, ~ 6,9 рази для низького, напів - і повного покриття наночастинок золота, що в основному пов'язано з високою якістю методів синтезу і хорошою дисперсією наночастинок золота на нанопроволоках CdSe |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|