研究目的
研究在液体中对镍靶进行纳秒激光烧蚀以制备无污染的微米和纳米级胶体结构的方法,以及烧蚀过程中施加外磁场的影响。
研究成果
该研究成功展示了通过纳秒激光在液体中烧蚀镍靶材制备无污染微纳结构的方法,施加外磁场可实现微米和亚微米颗粒的选择性分离与沉积。研究发现激光波长对纳米颗粒的尺寸分布具有显著影响,较短波长产生的颗粒更小。该方法在生物技术、催化及磁光器件领域具有潜在应用价值。
研究不足
该研究主要聚焦于激光波长和外部磁场对镍纳米颗粒尺寸分布、形貌及微观结构的影响。其他参数(如激光脉冲持续时间或不同液体介质)的影响未深入探究。此外,纳秒激光液相烧蚀形成微米级颗粒的机理尚未完全明晰。
1:实验设计与方法选择:
本研究在双蒸水和乙醇中分别进行了有无外加磁场条件下镍靶的纳秒激光烧蚀实验,探究了不同激光波长(1064 nm、532 nm和355 nm)对烧蚀材料特性的影响。
2:样品选择与数据来源:
采用纯度为99.99%的薄镍板作为靶材,分别浸入双蒸水或乙醇中。
3:99%的薄镍板作为靶材,分别浸入双蒸水或乙醇中。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:使用纳秒Nd:YAG激光器进行烧蚀,熔融石英透镜聚焦。磁场辅助实验采用永磁体(B=0.4 T)。通过光学显微镜、扫描电子显微镜、选区电子衍射和透射电子显微镜进行表征分析。
4:4 T)。通过光学显微镜、扫描电子显微镜、选区电子衍射和透射电子显微镜进行表征分析。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:利用XY平移台对靶材进行激光扫描,调节激光能量密度,多数实验烧蚀时长为3分钟。磁场辅助实验中将基底置于液体中收集沉积物。
5:数据分析方法:
采用上述显微技术分析制备结构的形貌、成分及尺寸分布,同时利用动态光散射(DLS)估算胶体溶液中颗粒的尺寸分布。
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