Создание декорированных золотыми нанокластерами наночастиц TiO2 с использованием метода жидкофазной лазерной абляции

Аннотация: Продемонстрировано формирование аморфных сферических наночастиц диоксида титана (TiO₂), декорированных наночастицами золота, при облучении диспергированных в водном растворе тетрахлороаурата водорода (HAuCl₄) коммерческих нанопорошков TiO₂ наносекундными импульсами второй гармоники Nd : YAG-лазера. Установлено, что формирование таких гибридных наноструктур происходит в процессе лазерно-индуцированного переплавления исходных наночастиц, стимулированного восстановленными на их поверхности нанокластерами золота, которые обеспечивают более эффективное поглощение видимого лазерного излучения диоксидом титана. Морфология и химический состав полученных гибридных наноматериалов детально исследованы методами электронной микроскопии, спектроскопии комбинационного рассеяния и энергодисперсионного анализа. Продемонстрирована возможность контроля среднего размера и количества восстановленных на поверхности TiO₂ наночастиц золота путем подбора соотношения концентраций исходного наноматериала и HAuCl₄. Спектроскопические исследования рассеяния света единичными гибридными наночастицами, а также численные расчеты структуры электромагнитных полей вблизи их поверхности указывают на перспективность использования таких гибридных наноматериалов для различных применений в современной оптике, оптоэлектронике и нанофотонике, например для создания хемо- и биосенсорных платформ, а также солнечных элементов нового поколения.

Ключевые слова: гибридные наноматериалы, лазерная абляция в жидкости, диоксид титана.