Μελέτη υπερταχέων διαδικασιών σε κολλοειδείς νανοκρυστάλλους Αργύρου χρησιμοποιώντας υπερταχεία φασματοσκοπία λέιζερ

 
This item is provided by the institution :
University of Crete
Repository :
E-Locus Institutional Repository
see the original item page
in the repository's web site and access all digital files if the item*
share




2015 (EN)
Study of ultrafast dynamics in colloidal nanocrystals Ag using ultrafast laser spectroscopy
Μελέτη υπερταχέων διαδικασιών σε κολλοειδείς νανοκρυστάλλους Αργύρου χρησιμοποιώντας υπερταχεία φασματοσκοπία λέιζερ

Καραλάκη, Μαρία

Ρακιτζής, Πέτρος
Λάππας, Α.
Λουκάκος, Π.

Στην παρούσα εργασία εξετάζονται νανοσωματίδια κολλοειδούς αργύρου σε νερό, λεπτά υμένια σε γυαλί με θετικό πολυηλεκτρολύτη (PDDA-Polydiallydimethylammoniom chloride) και χωρίς αυτό. Τα δείγματα αυτά είναι κατσκευασμένα με χημικό τρόπο, χρησιμοποιώντας ένα επιφανειοδραστικό, το PAA. Τα ηλεκτρόνια αγωγιμότητας μπορούν να μοντελοποιηθούν ως ελεύθερα ηλεκτρόνια τα οποία επιτρέπουν την απλή προσομοίωση της δυναμικής χαλάρωσης του νέφους ηλεκτρονίων όπως περιγράφεται στο Κεφάλαιο 1. Σε αντίθεση με τα διαφορετικά συστήματα μετάλλων, στα ευγενή συστήματα μετάλλων εμφανίζεται το επιφανειακό πλασμόνιο. Στα νανοσωματίδια αργύρου το επιφανειακό πλασμόνιο παρουσιάζει ένα ευρύ φάσμα με κορυφή στα 400nm (περίπου). Όλα τα πειράματα πραγματοποιήθηκαν χρησιμοποιώντας την τεχνική pump-probe. Η τεχνική αυτή είναι μία τεχνική δύο χρωμάτων. Σε αυτό το πείραμα, η κατανομή των ηλεκτρονίων διεγείρεται από έναν παλμό αντλία (pump) και η χαλάρωση πίσω στην θερμοδυναμική ισορροπία ελέγχεται από έναν παλμό καθετήρα (probe). Σε αυτό το πείραμα καταγράφουμε τις μεταβολές στην ένταση του ανιχνευτή, που προκαλούνται από τη διέγερση του δείγματος και που οφείλονται στην pump δέσμη. H πειραματική διάταξη περιγράφεται στο Κεφάλαιο 2 και βασίζεται σε υπερταχείς παλμούς Ti: Sapphire στον ταλαντωτή. Ο παλμός pump έχει την διπλάσια συχνότητα του θεμελιώδους μήκους κύματος του λέιζερ (392nm) για να διεγείρει το επιφανειακό πλασμονίο. Η δέσμη probe παράγεται από κρύσταλλο Ti: Sapphire που δημιουργεί λευκό φως με μη γραμμική οπτική. Τα αποτελέσματα συζητούνται στο Κεφάλαιο 3. Αναλύοντας τα αποτελέσματά μας φθάνουμε στην κατανόηση των μηχανισμών που διέπουν το πείραμά μας. Ο στόχος της παρούσας μελέτης είναι η διερεύνηση του ρόλου που έχει το επιφανειοδραστικό αυτό στην δυναμίκη των νανοκρυστάλλων . Με αυτό τον τρόπο αποκτάμε μια βαθιά κατανόηση των μηχανισμών παγίδευσης των ηλεκτρονίων και χαλάρωση που περιγάφουν την δυναμική των νανοσωματιδίων Αργύρου. Έτσι βρήκαμε ότι το επιφανειοδραστικό είναι αφενός υπεύθυνο για παγίδευση ηλεκτρονίων στις επιφανειακές καταστάσεις που δημιουργεί και αφετέρου για επιβράδυνση της διάχυσης της θερμότητας από τους νανοκρυστάλλους προς το περιβάλλον τους εξαιτίας της χαμηλής θερμικής αγωγιμότητας του επιφανειδραστικού. (EL)
The present study examines three forms of nanoparticle colloidal silver; solution in water, thin films with PDDA and thin films without PDDA. Conductivity electrons can be modeled as free electrons, a fact that allows a relatively simple simulation of the dynamic relaxation of the electrons distribution, as thoroughly described on Chapter 1. Contrary to different metal systems, in noble metal systems the surface plasmon effect takes place. Moreover, in silver nanoparticles systems, the surface plasmon effect ranges extensively, with its ceiling wavelength approximately at 400 nm. Our experiments were conducted based on the pump-probe technique, which is a two colors technique. Particularly, the electron distribution is excited by a pulse, which is created by a pump, while electron relaxation in thermalization is controlled using a probe. Changes in the detector’s intensification caused by the sample’s excitement are recorded. The experimental setup is described in detail on Chapter 2. The experimental setup is based on ultrafast pulses created by a Ti: Sapphire oscillator. The frequency of the pump pulse is twice as big as the frequency of the initial laser (392 nm) which allows to the surface plasmon to be excited. The probe beam is created using a Ti: Sapphire crystal, which produces white light while remaining optically non-linear. The results of the experiment are meticulously discussed on Chapter 3. The objective of the present study is to gain a deep insight into the mechanisms of electron trapping and relaxation. We found that the surfactant is responsible for trapping of electrons at the surface states at the boundary of the nanocrystals as well as for hindering the heat diffusion from the nanocrystals towards the environment due to the low thermal conductivity of the nanocrystals. (EN)

text
Τύπος Εργασίας--Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης

Ultrafast dynamics
Υπερταχείες διαδικασίες

Πανεπιστήμιο Κρήτης (EL)
University of Crete (EN)

Greek

2015-11-20


Σχολή/Τμήμα--Σχολή Θετικών και Τεχνολογικών Επιστημών--Τμήμα Φυσικής--Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης



*Institutions are responsible for keeping their URLs functional (digital file, item page in repository site)