Структурные и оптические свойства наночастиц, формируемых методом лазерной абляции пористого кремния в жидкостях; перспективы применения в биофотонике

Аннотация: Исследуются возможности изготовления кремниевых наночастиц посредством фемтосекундной лазерной абляции пористого кремния в различных жидкостях для контрастирования биологических тканей методом оптической когерентной томографии. Изготовленные наночастицы характеризуются средними размерами 87, 112 и 102 нм в случае абляции в воде, этаноле и жидком азоте соответственно, а также относительно узким распределением по размерам, что дает дополнительные преимущества для последующего их внедрения в биологические ткани. Электрохимическое травление, в результате которого формируются слои пористого кремния, позволяет за счет снижения порога абляции увеличить в несколько раз выход продуктов абляции и, как следствие, повысить эффективность рассеяния света изготовленными суспензиями по сравнению со случаем использования в качестве мишеней кристаллического кремния. Показана возможность получения высококонтрастных изображений фантома биоткани на основе агарового геля с внедренными наночастицами. Величина контраста зависит от вида жидкости, используемой для абляции, и коррелирует со значениями приведенного коэффициента рассеяния для исследуемых суспензий.

Ключевые слова: кремниевые наночастицы, лазерная абляция в жидкостях, атомно-силовая микроскопия, рассеяние света, спектрофотометрия, оптическая когерентная томография.