Особенности получения наноструктурированных материалов на основе SiO2-ксерогелей и тонких пленок, допированных наночастицами благородных металлов

Abstract

Изучены морфологический состав и потенциальные области практических приложений двухслойных покрытий, состоящих из плотноупакованных доменов восстановленной меди (Cu°), сформированных на поверхности тонкой SiO2-пленки, полученных с применением золь-гель метода. Структура формируемых микро- и нанодоменов Cu° ус­танавливалась с помощью метода атомно-силовой микроскопии. Предложено, что ком­позиционные двухслойные покрытия состава «металл–диэлектрик» могут быть эффек­тивно применены для изготовления биологических и газовых сенсоров с высокой селективной чувствительностью, обусловленной нелинейно-оптическими и резистивными свойствами, зависящими от дисперсии размеров частиц наноструктурированного металлического покрытия. Проведены исследования по изучению возможности форми­рования с применением золь-гель метода композиционных микропорошков на основе диоксида кремния (SiO2), содержащих наночастицы восстановленного серебра и оптиче­ски активного красителя в виде флуоресцеина. Представлена модель получения нано-размерного сферического лазера, работающего на эффекте взаимодействия локализо­ванных поверхностных плазмонов с молекулами красителя. Рассмотрены условия изменения оптических спектров пропускания синтезированных материалов как резуль­тат воздействия поверхностных плазмонов наночастиц Ag° на молекулы флуоресцеина.

The authors have studied the morphological composition and potential areas of practical application of two-layer coatings that consist of deoxidized copper (Cu°) close-packed domains formed on the thin SiO2 film surface obtained by a sol-gel method. The structure of the forming Cu° micro- and nanodomains has been established by the method of atomic force mi­croscopy. It's been proposed that the composite metal-dielectric double-layer coatings can be efficiently applied to the production of biological and gas sensors with high selective sensitivity stipulated by nonlinear optical and resistive properties which depend on the dispersion of the particle size of the nanostructured metal coating. The research has been performed to study the possibility of forming the composite micropowders using a sol-gel method based on silicon dioxide (SiO2) which contain nanoparticles of deoxidized silver and an optically active color­ing agent in the form of fluorescein. The production model of a nanoscaled spherical laser which operates on the interaction effect of localized surface plasmons with coloring agent molecules is presented. The conditions of the change of the optical transmission spectra of syn­thesized materials are considered as a result of the impact of Ag° nanoparticle surface plas-mons on the fluorescein molecules.