The laser-induced synthesis of crystalline hybrid metallic/carbon nanostructure

Abstract

В данной работе представлен процесс получения гибридных кристаллических Au/Ag@C наноструктур (нанофлейков) методом лазерно-индуцированного осаждения из раствора органометаллического комплекса. Простой и легкий в исполнении метод синтеза в совокупности с возможностью широкого варьирования параметров лазерно-индуцированного осаждения позволил установить корреляцию между условиями синтеза и физико-химическими и оптическими свойствами нанофлейков. Установлены экспериментальные параметры, позволяющие контролируемым образом получать Au/Ag@C нанофлейки на подложках различного типа (ITO, аморфных, полимерных). По результатам проведенного исследования был предложен механизм процесса самосборки кристаллических наноструктур. Обнаружены уникальные оптические свойства: линейное двулучепреломление, обусловленное особенностями кристаллической структуры углеродной матрицы, плазмонные свойства биметаллических Au-Ag нанокластеров, а также собственная фотолюминесценция кристаллических Au/Ag@C наноструктур , что определяет перспективность полученных гибридных наноструктур для нанофотоники и оптоэлектроники.

In this study the synthesis of self-assembled hybrid metallic-carbon crystalline Au/Ag@C nanostructures, called nanoflakes, were realized by laser-induced deposition from the solution of organometallic complex. The simple and easy-to-perform synthesis method combined with the function of varying the parameters of laser-induced deposition allowed us to establish a correlation between the synthesis parameters and the physicochemical and optical properties of nanoflakes. The experimental parameters have been established that make it possible to obtain Au/Ag@C nanoflakes on substrates of different types (ITO, amorphous, polymer) in a controlled manner. Based on the results of the study, the mechanism of the process of self-assembly of crystalline nanostructures was proposed. Furthermore, the unique optical properties were observed: the extraordinarily high linear birefringence, which results from the features of crystalline carbon phase, and plasmonic properties of bimetallic Au-Ag nanoclusters as well, as intrinsic photoluminescence of crystalline Au/Ag@C nanostructures what determines the perspevtive of synthesized hybrid Au/Ag@C nanostructures for nanophotonics and optoelectronics.