ХИМИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ, 2018, Том 2, № 2,

с. 57 — 62

 

Материалы с новыми функциональными свойствами

 

УДК 544.473:547.322                                                                   Скачать PDF

DOI: 10.25514/CHS.2018.2.1414102

 

ФЕМТОСЕКУНДНАЯ ЛАЗЕРНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ НАНОСТРУКТУРИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ДИЭЛЕКТРИКОВ

 В. А. Надточенко*, А. А. Астафьев, А. В. Айбуш, А. А. Гулин, А. Д. Залесский, А. Н. Костров, А. С. Кривохарченко, А. А. Осыченко, А. А. Титов, М. С. Сырчина, А. М. Шахов

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук, Москва, Россия,

*e-mail: nadtochenko[at]chph.ras.ru

Поступила в редакцию 24.10.2018 г.

Аннотация  Представлены результаты исследования структурирования поверхности стекла с субдифракционным пространственным разрешением с использованием фемтосекундного лазерного излучения, сфокусированного микронным диэлектрическим шариком, покрытым наночастицами золота. Показано, что при использовании излучения с длиной волны 780 нм достигается размер отверстия 110 нм. Предложен механизм абляции. Методика открывает новые возможности для создания микрофлюидных и сенсорных устройств в технологии Lab-on-Chip для обнаружения токсичных и взрывоопасных веществ.

Ключевые слова: фемтосекундный лазер, наноструктурирование поверхности, абляция, сенсоры.


FEMTOSECOND LASER TECHNOLOGY FOR NANOSTRUCTURING DIELECTRIC SURFACE

 V.A. Nadtochenko*, A. A. Astafiev, A. V. Aibush, A. A. Gulin, A. D. Zalessky, A. N. Kostrov, A. S. Krivokharchenko, A. A. Osychenko, A. A. Titov, M. S. Syrchina, and A. M. Shakhov

Semenov Institute of Chemical Physics, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia, *e-mail: nadtochenko[at]gmail.com

Received October 24, 2018

Abstract – The results for nanostructuring glass surface with subdiffraction spatial resolution using femtosecond laser radiation focused by core/shell type Au/SiO2 microspheres are presented. A spatial resolution value of 110 nm has been achieved by applying laser radiation at a wavelength of 780 nm. An appropriate mechanism for glass ablation is proposed. The technique opens up new opportunities for creating microfluidic and sensor devices based on Lab-on-Chip technology which can be successfully applied for detecting toxic and explosive substances.

Keywords: femtosecond laser, nanostructuring surface, ablation, sensor.


Список литературы/References:

1. Shakhov A., Astafiev A., Gulin A., Nadtochenko V. // ACS Applied Materials & Interfaces. 2015. V. 7. No. 49. Р. 27467.
2. Shakhov A.M., Astafiev A.A., Plutenko D.O., Sarkisov O.M., Shushin A.I., Nadtochenko V.A. // The Journal of Physical Chemistry C. 2015. V. 119. P. 12562.
3. Aeschlimann M., Bauer M., Bayer D. et al. // Nature. 2007. V. 446. P. 301.
4. Kawata S., Sun H. B., Tanaka T., Takada K. // Nature. 2001. V. 412. P. 697.
5. Betzig E., Trautman J. K. // Science. 1992. V. 257. P. 189.
6. Plech A., Leiderer P., Boneberg J. // Laser Photonics Rev. 2009. V 3. P. 435.
7. Eversole D., Luk’yanchuk B., Ben-Yakar A. // Appl. Phys. A: Mater. Sci. Process. 2007. V. 89. P. 283.
8. Stöber W., Fink A., Bohn E. // Science. 1968. V. 26. No. 1. P. 62.
9. Pham T., Jackson J.B., Halas N.J., Lee T.R. // Langmuir. 2002. V. 18. P. 4915.
10. Fabbro R., Fournier J., Ballard P., Devaux D., Virmont J. // Journal of Applied Physics. 1990. V. 68. No. 2. P. 775.
11. Li Y., Qu S. // Current Applied Physics. 2013. V. 13. No. 7. P. 1292.