Оптическое ограничение в суспензиях углеродных наночастиц
Диссертация
Установлено, что продукты лазерного пиролиза трансформаторного масла имеют спектр поглощения, существенно отличающийся от спектра поглощения исходных жидкостей и обладают свойством оптического ограничения для наносекундных лазерных импульсов в широком диапазоне длин волн. Показано, что при увеличении плотности мощности лазерного излучения с 0.2 МВт/см2 до 40 МВт/см2 на длине волны 1064… Читать ещё >
Список литературы
- Kroto H.W. С60: Buckminsterfullerene // Nature. 1985. — Vol. 318. -P. 162.
- Baggott J. Perfect symmetry: the accidental discovery of buckminsterfuller fullerene // Oxford University Press. 1994.
- Aldersey-Williams H. The most beautiful molecule // Aurum Press, London. 1995.
- Kroto H.W. Symmetry, space, stars and C6o (Nobel lecture) // Rev. Mod. Phys. 1997. — Vol. 69. — P. 703.
- Smalley R.E. Discovering the fullerenes (Nobel lecture) // Rev. Mod. Phys.- 1997.-Vol. 69. P. 723.
- Соболев B.B., Тимонов А. П., Соболев В.Вал. Тонкая структура диэлектрической проницаемости алмаза // ФТП. 2000. — Т.34. — № 8. -С. 940−946.
- Соболев В.В., Тимонов А. П., Соболев В.Вал. Спектры оптических функций и переходов алмаза // Оптика и спектроскопия. 2000. — Т.88.- № 2. С. 255−259.
- Kraetschmer W., Lamb L.D., Fostiropoulos К., Huffman D.R. Solid C6o: a new form of carbon // Nature. 1990. — Vol. 347. — P. 354−358.
- Iijima S. Helical microtubules of graphitic carbons // Nature. 1991. -Vol. 354.-P. 56−58.
- Mintimire J.W., Dunlap B.I., White C.T. Are fullerene tubules metallic? / // Phys. Rev. Lett. 1992. — Vol. 68. — P. 631−634.
- Елецкий A.B. Углеродные нанотрубки // УФН. 1997. — Т. 167. — № 9. -С. 945−972.
- Hamada N., Sawada S.I., Oshiyama A. New one-dimensional conductors: Graphitic microtubules // Phys. Rev. Lett. 1992. — Vol. 68. — Issue 10. -P. 1579−1581.
- Iijima S., Ichihashi T. Single-shell carbon nanotubes of 1-nm diameter // Nature (London). 1993. — Vol. 363. — P. 603−605.
- Dresselhaus M.S. Down the straight and narrow // Nature (London). -1992. Vol. 358. — P. 195−196.
- Bethune D.S., Kiang C.H., de Yries M.S. and et al. Cobalt-catalysed growth of carbon nanotubes with single-atomic-layer walls // Nature. 1993. -Vol. 363. — P. 605−607.
- Ruoff R.S., Tersoff J., Lorents D.C. and et al. Radial deformation of carbon nanotubes by van der Waals forces // Nature (London). 1993. — Vol. 364. -P. 514−516.
- Zhou O., Fleming R.M., Murphy D.W. and et al. Defects in carbon nanostructures // Science. 1994. — Vol. 263. — P. 1744−1747.
- Liu M., Cowley J.M. Structures of the helical carbon nanotubes // Carbon. 1994. — Vol. 32. — Issue 3. — P. 394−403.
- Liuand M., Cowley J.M. Structures of carbon nanotubes studied by HRTEM and nanodiffraction // Ultramicroscopy. 1994. — Vol. 53. -P. 333−342.
- Kosaka M., Ebbesen T.W., Hiura H., Tanigaki K. Annealing effect on carbon nanotubes. An ESR (Electron spin resonance) study // Chem. Phys. Lett. 1995. — Vol. 233. — P. 47−51.
- Hiura H., Ebbesen T.W., Fujita J. and et al. Role of sp3 defect structures in graphite and carbon nanotubes // Nature (London). 1994. — Vol. 367. -P. 148−151.
- Сладков A.M., Кудрявцев Ю. П. Алмаз, графит, карбин аллотропные формы углерода // Природа (Книга). — 1969. — № 5. — С. 37−44.
- Terms concerned with carbon as chemical element and its reactivity // Proc. 5th London Int. Carbon Graphite Conf. (Sept. 18−22. 1978). 1979. — Vol. 3. -P. 103−108.
- Хайманн Р.Б., Евсюков C.E. Аллотропия углерода // Природа (Книга), № 8 (2003).
- Bursill L.A., Peng J.-L., Fan X.-D. Cross-sectional high-resolution transmission electron microscopy study of the structures of carbonnanotubes //Philos. Mag. A. 1995. — Vol. 71. — Issue 5. — P. 1161−1176.
- Kroto H.W., Heath J. R, O’Brien S.C. and et al. C60: Buckminsterfullerene // Nature. 1985.-Vol. 318.-P. 162−163.
- Богданов A.A., Дайнигер Д., Дюжев Г. А. Перспективы развития промышленных методов производства фуллеренов // ЖТФ. 2000. -Т. 70. — Вып. 5 — С. 1−7.
- Rubtsov I.V., Khudiakov D.V., Nadtochenko V.A. Molecular Materials. -1996. Vol. 7. — № 1−4. — P. 247−249.
- Харрис П. Углеродные нанотрубы и родственные структуры. Новые материалы XXI века. Москва: Техносфера, 2003. 336 с.
- Ugarte D. How to fill or empty a graphitic onion // Chem. Phys. Lett. -1993.-Vol. 209.-P. 99−103.
- Ugarte D. Curling and closure of graphitic networks under electron-beam irradiation //Nature. 1992. — Vol. 359. — P. 707−709.
- Tsang S.C., Hams P.J.F., Claridge J.B. and Green M.L.H. A microporous carbon produced by arc-evaporation // J. Chem. Soc., Chem. Commun. -1993.-P. 1519−1522.
- Harris P.J.F., Tsang S.C., Claridge J.B. and Green M.L.H. High-resolution electron microscopy studies of a microporous carbon produced by arc-evaporation // J.Chem.Soc., Faraday Tram. 1994. — Vol. 90. — P. 2799.
- Zwanger M.S., Banhart F. and Seeger A. Formation and decay of spherical concentric-shell carbon clusters // J. Cryst. Growth. 1996. — Vol. 163. -P. 445−454.
- Qin L.-C. and Iijima S. Onion-like graphitic particles produced from diamond // Chem. Phys. Lett. 1996. — Vol. 262. — P. 252−258.
- Lulli G., Parisani A. and Mattei G. Influence of electron-beam parameters on the radiation-induced formation of graphitic onions // Ultramicroscopy. -1995.- Vol. 60.-P. 187−194.
- Kuznetsov V.L., Chuvilin A.L., Butenko Y.V. and et al. Onion-like carbonfrom ultra-disperse diamond // Chem. Phys. Lett. 1994. — Vol. 222. -P. 343−348.
- Kuznetsov V.L., Chuvilin A.L., Moroz E.M. and et al. Effect of explosive conditions on the structure of detonation soot: Ultradisperse diamond and onion carbon // Carbon. 1994. — Vol. 32. — Issue 5. — P. 873−882.
- Ge M. and Sattler K. Observation of fullerene cones // Chem. Phys. Lett. -1994. Vol. 220. — Issue 3−5. — P. 192−196.
- Krishnan A., Dujardin E., Treacy M.M.J, and et al. Graphitic cones and the nucleation of curved carbon surfaces // Nature. 1997. — Vol. 388. — P. 451 454.
- Collins P.G., Zettl A., Bando H. and et al. Nanotube nanodevice // Science. 1997. — Vol. 278. — № 5335. — P. 100−102.
- Saito R., Fujita M., Dresselhaus G. and Dresselhaus M.S. Electronic structure of chiral graphene tubules // Appl. Phys. Lett. 1992. — Vol. 60. -Issue 18. — P. 2204−2207.
- Wildoer J.W.G., Venema L.C., Rinzler A.G. and et al. Electronic structure of atomically resolved carbon nanotubes // Nature. 1998. — Vol. 391. -P. 59−62.
- Rao A.M., Richter E., Bandow S. and et al. Diameter-Selective Raman Scattering from vibrational modes in carbon nanotubes // Science. 1997. -Vol. 275. — № 5297. — P. 187−191.
- Odom T.W., Huang J., Kim P. and Lieber C.M. Atomic structure and electronic properties of single-walled carbon nanotubes // Nature. 1998. -Vol. 391. — № 6662. — P. 62−64.
- Kataura H., Kumazawa Y., Maniwa Y. and et al. Optical properties of single-wall carbon nanotubes // Synthetic Metals. 1999. — Vol. 103. — P. 2555−2558.
- Ge M. and Sattler K. Vapor-Condensation Generation and STM Analysis of Fullerene Tubes // Science. 1993. — Vol. 260. — P. 515−518.
- Lim S.H., Elim H.I., Gao X.Y. and et al. Electronic and optical properties ofnitrogen-doped multiwalled carbon nanotubes // Phys. Rev. В 73. 2006. -45 402.
- Елецкий A.B., Смирнов Б. М. Фуллерены и структуры углерода // УФН. -1995. Т. 165. — № 9. — С. 977−1009.
- Wang Y. Photoconductivity of fullerene-doped polymers // Nature. 1992. -Vol. 356. — P. 585−587.
- Hoshi H., Nakamura N., Maruyama Y. and et al. Optical second- and third-harmonic generations in C60 film // Jap. J. Appl. Phys. 1991. — Vol. 30. -P. L1397 -L1398.
- Tutt L.W., Kost A. Optical limiting performance of Сбо and C70 solutions // Nature. 1992. — Vol. 356. — P. 225−226.
- Joshi M.P., Mishra S.R., Rawat H.S. and et al. Investigation of optical limiting in C60 solution // Appl. Phys. Lett. 1993. — Vol. 62. — P. 1763−1767.
- McLean D.J., Sutherland R.L., Brant M.C. and et al. Nonlinear absorption study of a Сбо-toluene solution // Opt. Lett. 1993. — Vol. 18. — Issue 11. — P. 858−860.
- Kost A., Tutt L., Klein M.B. and et al. Optical limiting with Сбо in polymethyl methacrylate // Opt. Lett. 1993. — Vol. 18. — Issue 5. — P. 334−336.
- Mishra S.R., Rawat H.S., Joshi M.P. and Mehendale S.C. The role of nonlinear scattering in optical limiting in C6o solutions // J. Phys. B. 1994. — Vol. 27. -№ 8. — P. L157-L163.
- Vivien L., Lancon P., Riehl D. and et al. Carbon nanotubes for optical limiting // Carbon. 2002. — Vol. 40. — P. 1789−1797.
- Танеев P.А., Ряснянский А. И., Кодиров M.K. и др. Нелинейно-оптические характеристики и оптическое ограничение в растворах поливинилпирралидона, допированного кобальтом // ЖТФ. 2002. — Т. 72.-Вып. 8.-С. 58−63.
- Vivien L., Riehl D., Lancon P. and et al. Pulse duration and wavelength effects on the optical limiting behavior of carbon nanotube suspensions // Optics Letters. 2001. — Vol. 26. — № 4. — P. 223−225.
- Chen P., Wu X., Sun X. and et al. Electronic structure and optical limiting behavior of carbon nanotubes // Phys. Rev. Lett. 1999. — Vol. 82. — № 12. -P. 2548−2551.
- Huaxiang F., Ling Y. and Xide X. Optical properties for graphene microtubules of different geometries // Solid State Commun. 1994. — Vol. 91.-P. 191−1995.
- Wan X.G., Dong J.M. and Xing D.Y. Symmetry effect on the optical properties of armchair and zigzag nanotubes // Solid State Commun. 1998. -Vol. 107.-P. 791−795.
- Wan X.G., Dong J.M. and Xing D.Y. Optical properties of carbon nanotubes // Phys. Rev. B. 1998. — Vol. 58. — P. 6756−6759.
- Jiang J., Dong J.M., Wan X.G. and Xing D.Y. A new kind of nonlinear optical material: the fullerene tube // J. Phys. B. 1998. — Vol. 31. — P. 30 793 087.
- Couris S., Koudoumas E., Ruth A.A., Leach S. Concentration and wavelength dependence of the effective third-order susceptibility and optical limiting of Ceo in toluene solution // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 1995. — Vol. 28, № 20-P. 4537−4554.
- Белоусов В.П., Белоусова И. М., Будтов В.П и др. Фуллерены: структурные, физико-химические и нелинейно-оптические свойства // Оптический журнал. 1997. — Т. 64. — вып. 12. — С. 3−37.
- Lawson С.М. and Michael R.R. Nonlinear reflection at a dielectric-carbon suspension interface: Macroscopic theory and experiment // Appl. Phys. Lett. -1994. Vol. 64. — P. 2081−2083.
- Sun X., Yu R.Q., Xu G.Q. and et al. Broadband optical limiting with multiwalled carbon nanotubes // Appl. Phys. Lett. 1998. — Vol. 73. — P. 36 323 639.
- Chen P., Wu X., Sun X. and et al. Electronic Structure and Optical Limiting Behavior of Carbon Nanotubes // Phys. Rev. Lett. 1999. — Vol. 82. — P. 2548−2551.
- Ugarte D. Curling and closure of graphitic networks under electron-beam irradiation //Nature. 1992. — Vol. 359. — P. 707−709.
- Sun W.F., Byeon C.C., Lawson C.M. and et al. Third-order nonlinear optical properties of an expanded porphyrin cadmium complex // Applied Physics Letter. 2000. — Vol. 77. — Issue 12. — P. 1759−1762.
- He G.S., Xu G.C., Prasad P.N. and et al. Two-photon absorption and optical limiting properties of novel organic compounds // Optics Letters. 1995. -Vol. 20. — Issue 5. — P. 435 — 437.
- Mansour K., Soileau M.J., Van Stryland E.W. Nonlinear optical properties of carbon-black suspensions (ink) // J. Opt. Soc. Am. B. 1992. — Vol. 9. -Issue 7.-P. 1100−1109.
- Marciu Daniela. Optical limiting and degenerate four-wave mixing in novel fullerenes // Dissertation of PhD. Blacksburg. — Virginia (1999).
- Band Y.B., Harter D.J. and Bavli R. Optical pulse compressor composed of saturable and reverse saturable absorbers // Chem. Phys. Lett. 1986. -Vol. 126. — P. 280−284.
- Hermann J.A. and Staromlynska J. Trends in Optical. Switches, Limiters and Discriminators // Int. J. Opt. Phys. 1993. — Vol. 2. — P. 271−275.
- Tutt L.W. and Bogess T.F. A Review of Optical Limiting Mechanisms and Devices Using Organics, Fullerenes, Semiconductors and Other Materials // Prog. Quant. Electr. 1993. — Vol. 17. — P. 299−338.
- Vivien L., Anglaret E., Riehl D. and et al. Optical limiting properties of single-wall carbon nanotubes // Optics Communications. 2000. — Vol. 174. -P. 271−275.
- Justus B.L., Huston A.L., Campillo A.J. Broadband thermal optical limiter // Appl. Phys. Lett. 1993. — Vol. 63. — P. 1483−1486.
- Said A. A, Sheik-Bahae M., Hagan DJ. and et al. Determination of bound-electronic and free-carrier nonlinearities in ZnSe, GaAs, CdTe, and ZnTe // J. Opt. Soc. Am. B. 1992. -Vol. 9. — P. 405−414.
- Sheik-Bahae M., Said A.A., Hagan D.J. and et al. Nonlinear refraction and optical limiting in thick media // Optical Engineering. 1991. — Vol. 30. — P. 1228−1235.
- Nashold K. M, Powell W.D. Investigations of optical limiting mechanisms in carbon particle suspensions and fullerene solutions // J Opt Soc Am B. 1995.- Vol. 12. Issue 7. — P. 1228−1237.
- Окотруб A.B., Булушева Л. Г., Юданов Н. Ф. и др. «Синтез нанотрубок и их модифицирование с целью диспергирования в полярных растворителях и взаимодействия с полимерной матрицей», отчёт по госконтракту, 2004 год.
- Sheik-Bahae М., Said А.А., Van Stryland E.W. High-sensitivity, single-beam n2 measurements // Opt. Lett. 1989. — Vol. 14. — № 17. — P. 955−957.
- Sheik-Bahae M., Siad A.A., Hagaw D.J. Sensitive Measurement of Optical Nonlinearities Using a Single Beam // Journal of Quantum Electronics. 1990.- Vol. 26. № 4. — P. 760−766.
- Михеев Г. М., Малеев Д. И., Могилёва Т. Н. Эффективный одночастотныйр.
- HATrNd лазер с пассивной модуляцией добротности и поляризационным выводом излучения // Квантовая электроника. — 1992. -Т. 19.-№ 1.-С. 45−47.
- Звелто О. Принципы лазеров. -М.: Мир, 1990 558с.
- Kuznetsov V.L., Butenko Yu.V. Diamond phase transitions at nanoscale // Ultrananocrystalline Diamond: Synthesis, Properties, and Applications by Olga A. Shenderova. P. 405−475.
- Светличный В.А. Экспериментальное исследование нелинейногопоглощения растворов полиметиновых красителей методом z-сканирования // Квантовая электроника. 2006. — Т. 36. — № 1. — С. 51−55.
- Танеев Р.А., Ряснянский А. И., Кодиров М. К., Усманов Т. Нелинейно-оптические характеристики плёнок и растворов, содержащих фуллерены // Квантовая электроника. 2000. — Т. 30. — С. 1087−1090.
- Qu S., Gao Y., Jiang X. and et al. Nonlinear absorption and optical limiting in gold-precipitated glasses induced by a femtosecond laser // Opt. Comm. -2003. Vol. 224. — P. 321−327.
- He G.S., Yuan L., Cheng N. and et al. Nonlinear optical properties of a new chromophore // J. Opt. Soc. Am. B. 1997. — Vol. 14. — Issue 5. — P. 10 791 087.
- Булатов Д.Л., Михеев Г. М., Могилёва Т. Н., Окотруб А. В., Шляхова Е. В., Абросимов О. Г. Лазерный синтез наноуглеродных частиц в трансформаторном масле // Нанотехника. 2007. — Т. 3. — № 3 (11). — С. 24−30.
- Koudoumas Е., Kokkinaki О., Konstantaki М., Couris S., Korovin S., Detkov P., Kuznetsov V., Pimenov S., Pustovoi V. Onion-like carbon and diamond nanoparticles for optical limiting // Chem. Phys. Lett. 2002. — Vol. 357. — P. 336−340.
- Михеев Г. М., Булатов Д. Л., Могилёва Т. Н., Окотруб А. В., Шляхова Е. В., Абросимов О. Г. Оптическое ограничение в наноразмерных продуктах лазерного пиролиза диэлектрической жидкости // Письма в ЖТФ. 2007. -Т. 33.-№ 6.-С. 41−48.
- Vivien L., Riehl D., Hache F., Anglaret E. Nonlinear scattering origin incarbon nanotube suspensions // J. of Nonlinear Optical Physics & Materials. -2000. Vol. 9. — № 3. — P. 297−307.
- Коровин С.Б., Орлов A.H., Прохоров A.M. и др. Нелинейное поглощение в нанокристаллах кремния // Квантовая электроника. 2001. -Т. 31.-№ 9.-С. 817−820.
- Белоусова И.М., Миронова Н. Г., Юрьев М. С. Просветление фуллеренсодержащей среды при воздействии лазерных импульсов нано-и фемтосекундной длительности // Оптический журнал. 2003. — Т. 70. -№ 2. — С. 27−29.
- Galvez A., Herlin-Boime N., Reynaud С. and et al. Carbon nanoparticles from laser pyrolysis // Carbon. 2002. — Vol. 40. — Issue 15. — P. 2775−2789.
- Lu Y., Zhu Z., Liu Z. Carbon-encapsulated Fe nanoparticles from detonation-induced pyrolysis of ferrocene // Carbon. 2005. — Vol. 43. -Issue 2. — P. 369−374.
- Cahen S., Furdin G., Mareche J.F., Albiniak A. Synthesis and characterization of carbon-supported nanoparticles for catalytic applications // Carbon. 2008. — Vol. 46. — Issue 3. — P. 511−517.
- Ткачёв А.Г., Мищенко C.B., Коновалов В. И. Российские нанотехнологии. 2007. — Т. 2. — С. 100−108.
- Блинов С.В., Турлаков Д. А., Рыбкин С. В., Кожевников В. В. Получение углеродных наноструктурных материалов методом каталитического пиролиза углеводородов // Индустрия наносистем и материалы: Материалы конференции. М.: МИЭТ, 2006. — С. 44−47.
- Chen G.X., Hong М.Н., Chong Т.С. and et al. Preparation of carbon nanoparticles with strong optical limiting properties by laser ablation in water // J. of Appl. Phys. 2004. — № 95. — P. 1455−1459.
- Liu L., Zhang S., Ни T. and et al. Solubilized multi-walled carbon nanotubes with broadband optical limiting effect. Chem. Phys. Lett. 2002. — № 359. -P. 191−195.
- Михеев Г. М., Могилёва Т. Н., Попов А. Ю., Калюжный Д. Г. Автоматизированная лазерная система для диагностики водорода в газовых смесях // Приборы и техника эксперимента. 2003. — № 2. -С. 101−107.
- Vivien L., Riehl D., Hache F., Anglaret E. Nonlinear scattering origin in carbon nanotube suspensions // J. of Nonlinear Optic. Phys. & Mat. 2000. -№ 9. — P. 297−307.
- Kost A.R., Jensen J.E., Loufty R.O. and et al. Optical limiting with higher fullerenes // Appl. Phys. B. 2005. — Vol. 80. — P. 281−283.
- Qu S., Gao Y., Jiang X. and et al. Nonlinear absorption and optical limiting in gold-precipitated glasses induced by a femtosecond laser // Optics Communications. 2003. — Vol. 224. — P. 321−327.
- Van Stryland E.W., Wu Y.Y., Hagan D.J. and et al. Optical limiting with semiconductors // J. Opt. Soc. Am. B. 1988. — Vol. 5. — № 9. — P. 1980−1988.
- Boggess T.F., Smirl A.L., Moss S.C. and et al. Optical limiting in GaAs // IEEE J. Quantum Electron. 1985. — Vol. 21. — P. 488−492.
- Wang J., Blau W. Carbon nanotubes for optical limiting // SPIE. 2007. -P. 3.
- Chen Y., Lin Y., Liu Y. and et al. Carbon nanotube-based functional materials for optical limiting // J. Nanosci. Nanotechnol. 2007. — Vol. 7. -P. 1268−1283.
- Li C., Liu C., Li F., Gong Q. Optical limiting performance of two soluble multi-walled carbon nanotubes // Chem. Phys. Lett. 2003. — Vol. 380. — P. 201−205.
- Михеев Г. М., Булатов Д.JI., Кузнецов В. Л., Мосеенков С. И. Оптическое ограничение в суспензии наноуглеродных частиц луковичной структурыfjв диметилформамиде II Химическая физика и мезоскопия. 2008. — Т. 10. — № 1. — С. 68−71.
- Михеев Г. М., Кузнецов В. Л., Булатов Д. Л., Могилёва Т. Н., Мосеенков С. И., Ищенко А. В. Светоиндуцированная прозрачность суспензии наноуглеродных частиц луковичной структуры // Письма в ЖТФ. 2009. -Т. 35.-Вып. 4.-С. 21−29.
- Liu J.M. Ultra-High-Speed Optical limiting materials and devices // Final report 1998−99 for MICRO Project 98−088.
- Khoo I.C., Wood M.V. and Guenther B.D. Liquid crystals for fast infrared laser switching and optical limiting application // MRS Proc. 1997. -Vol. 479. — P. 229−234.
- Михеев Г. М., Кузнецов В. Л., Булатов Д. Л., Могилёва Т. Н., Мосеенков С. И., Ищенко А. В. Оптическое ограничение и просветление в суспензии углеродных наночастиц с луковичной структурой // Квантовая электроника. 2009. — Т. 39. — Вып. 4. — С. 342−346.
- Булатов Д.Л., Окотруб А. В., Михеев Г. М. Оптическое ограничение лазерного излучения в коллоидном водном растворе многостенных углеродных нанотрубок // Сборник трудов конференции «Нанотехнологии и наноматериалы: Школа-семинар КоМУ-2005». -2005.-С. 13.
- Shirk J.S., Pong R.G., Bartoli F.J. and Snow A.W. Optical limiter using a lead phthalocyanine // Appl. Phys. Lett. 1993. — Vol. 63. — P. 1880−1882.
- He G.S., Yuan L., Bhawalkar J.D. and Prasad P.N. Optical limiting, pulse reshaping, and stabilization with a nonlinear absorptive fiber system // Appl. Opt. 1997.-Vol. 36.-Issue 15.-P. 3387−3392.