Plastic Nanolayer of Glass over Silver Nanoparticles Produced in the Interaction of High-intensity Ar+-laser Beam with Ag+/Na+ Ion-exchanged Glasses

1

هیلاونان هرذونان یور هشیش کیتسلاپ ی

مهرب لوصحم هرقن یاه هکیراب شنک

ی

رزیل تدشرپ Ar +

هشیش اب لدابت یاه

هدش نوی Na +/ Ag + ی

یرگنهآ ربکا یلع یرین ناقهد دمحم ،۱

یصلاخ اضردیمح ،۱ ۱درف

قردنلاک نایزیزع راشای ،

۲،۳

هدکشناد ،هیاپ مولع یلیمکت تلایصحت هاگشناد ،ناجنز۱

،کیزیف ی ahangary.a@gmail.com

*

هدکشناد ،یلیبدرا ققحم هاگشناد ،لیبدرا۲

کیزیف ی

نف هاگشناد ،نیمن۳

یروآ هدکشناد ،نلابس نیون یاه یسدنهم مولع ی

هدیکچ

هکیراب : رزیل تدشرپ ی نویAr+

هشیش رتسب رد ار هرقن یاه ت یاه

هدش نوی لداب Na+/Ag+ ی

یم ایحا متا نیا زا و دنک لیکشت هرقن تارذونان اه

یم هقطنم رد .دنوش مهرب ی

یم داجیا یدایز شنت کیپوکسورکیم سایقم رد شنک هکیراب زاف یور رب شنت نیا .دوش

نآ شبطق و هتشاذگ رثا هقطنم نآ زا یروبع ی

یم ار شنت نیا .دناخرچ رتمونان سایقم رد اه

یم داجیا زین ی هزادنا .دنوش

هتسوپونان ،هرقن تارذونان فارطا رد هک تسا لااب یردق هب اهنآ ی یم داجیا هشیش زا یا

.دوش

هرذونان نیا طسوت یگدنکارپ سنج یسررب اب هتسوپونان یگژیو ،یم میژر رد اه

یم لیلحت ار یکیتسلاپ ی .مینک

هژاو دیلک

مهرب: لاپ فیط ،نوی لدابت ،رزیل شنک هیلاونان ،هرذونان ،یحطس نومس

کیتسلاپ ی

Plastic Nanolayer of Glass over Silver Nanoparticles Produced in the Interaction of High-intensity Ar+-laser Beam with

Ag+/Na+ Ion-exchanged Glasses

Ali Akbar Ahangary¹, *, Mohammad Dehghan Niry1, Hamid Reza Khalesifard², and Yashar Azizian- Kalangaragh^2,3

1 Department of Physics, Institute for Advanced Studies in Basic Sciences (IASBS), Zanjan, Iran, ^*ahangary.a@gmail.com

2 Department of Physics, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran

3 Department of Engineering Sciences, Sabalan University of Advanced Technologies (SUAT), Namin, Iran

Abstract- The high-intensity Ar+-laser beam reduces silver ions in the matrix of Ag+/Na+

ion-exchanged glasses and the nanoparticles are formed from these atoms. High tension is produced in microscopic scale at the interaction area. This tension affects the phase of the beam and rotates its polarization. These tensions is being produced in nanometer scale too. Their magnitude is high enough that there are produced nanoshell of glass around the nanoparticles. Investigating the type of scattering by these nanoparticles in Mie regime, we analyze the plastic nanolayer specifications.

Keywords: Laser interaction, Ion-exchange, Surface plasmon spectrum, Nanoparticle, Plastic nanolayer

2

- 1 همدقم

هشیش هدش نوی لدابت یاه دیلوت یارب موسرم یاهرتسب زا یکی ،

هرذونان تسا فلتخم یاه

Invalid source specified.

.

مهرب هشیش نیا اب رزیل شنک شور زا یکی زین اه

هرذونان دیلوت یاه اه

Invalid source specified.تسا هکیراب بذج تلع هب .

ی

هرذونان ،هشیش رتسب رد رزیل هطساو هب اه

یرون یایحا ی نوی1

داجیا اه

یم شهوبنا زا سپ و دنوش هدیدپ اب2

شخپ ی تکرح حطس تمس هب3

یم Invalid source specified.دننک رب هولاع .

هزادنا و لکش ،عیزوت ،رتسب تسکش بیرض دیدشت رد تارذونان ی

تسا راذگ رثا یحطس نومسلاپ Invalid source

specified.

یزلف دازآ نورتکلا یایرد سودمه تکرح یاتناوک .

رثا رد تارذونان رد مهرب

لصف و حطس رد یسیطانغمورتکلا جوم اب شنک

ید اب هرذ کرتشم یحطس نومسلاپ ،دریگ تروص کیرتکلا

یم دنمان Invalid source specified.

هب یفرط زا .

هقطنم نیب دایز یامد فلاتخا تلع مهرب ی

،نآ نوریب و رزیل شنک

یا یعضوم شنت و طاسبنا یم داج

یسدع دنیارف ود و دوش ییامرگ یگدش

یم دوجو هب ار دازامرگ یتسکشود و Invalid source دروآ

specified.

هزادنا رثا هلاقم نیا رد . هرذونان نیگنایم ی

دیلوت یاه

مهرب زا هدش هکیراب شنک

رزیل ی Ar+

هشیش اب هدش نوی لدابت یاه ی

Na+

/ Ag+

یم یسررب یحطس نومسلاپ دیدشت یور رب فیط .دوش

فیط هاگتسد زا هدافتسا اب یحطس نومسلاپ دیدشت یرون جنس

UV-

Vis-NIR هبساحم .تسا هدش تبث

هزادنا ی هرذ نیگنایم ی اب اه

( یشبور ینورتکلا پوکسورکیم ریواصت شزادرپ SEM4

دک طسوت )

هزادنا جارختسا هرذ نیگنایم ی

5( اه SEC مرن رد )PAR

رازفا MATLAB

یم ماجنا هدیدپ زا هدافتسا اب .دوش هطبار ،یم یگدنکارپ ی

هزادنا نیب ی ی

هرذونان یسررب یشوماخ فیط و هشیش نگمه رتسب کی رد دوجوم یاه

یم .دوش

- 2 هنومن تخاس شیامزآ و اه

اه

هشیش هدش نوی لدابت یاه

+ ی Na / Ag+

یترارح تایلمع اب ۴

هتعاس

یامد رد ۴۰۰℃ هشیش یور رب یم تسد هب میلاادوس ی

نیا زا لبق .دیآ

هشیش ،راک داعبا رد اه

۳۵×۲۵mm^۲ یم هداد شرب

تماخض .دنوش

هشیش اه ۱ یلا ۲ یلیم .تسا رتم دیسا ،نوباص اب وشتسش زا سپ

هشیش ندرک کشخ و ،هناگادج تروص هب رطقم بآ و کیروفلوس

،اه

یزلف کمن ردوپ طولخم NaNO3

3/ ابAgNO ینزو دصرد ۹۶

/ ۴ رب

یم هدیشاپ هشیش یور هنومن .دوش

درسو هروک زا ندش جراخ زا دعب اه

1 photo-reduction

2 aggregation

3 diffusion

،نوباص اب رگید راب ندش رطقم بآ و کیروفلوس و کیرتین یاهدیسا

یم کشخ و وشتسش دنوش

. نامدیچ قباطم سپس لکش

هکیراب 1 ی

رزیل تدشرپ Ar+

جوم لوط رد ۵۳۲nm

ناوت رد W یاه ۰ ۱/

W یلا ۳ ۲/

ماگ اب W یاه

/۲ ۰ تدم هب ۶۰s

هنومن هب .دش هدنابات اه

1 لکش مهرب نامدیچ ) هشیش اب رزیل شنک

نوی لدابت ی .هدش

یلخاد ریوصت 1 لکش

مهرب لحم ، هنومن یارب ار شنک

رد هدش دیلوت ی

ناوت ۳W ۲/

یم ناشن پوکسورکیم ریز هزادنا .دهد

هکل ی یور رد رزیل ی

هنومن

~۲۰μm هزادنا .تسا

یلخاد روصت رد سایقم طخ ی ۲۰μm

ریواصت .تسا مهرب لحم زاSEM

هرذونان عیزوت شنک هقطنم نیا رد ار اه

یم ناشن (دنهد 2 لکش تسد یبناج رازبا زا هدافتسا اب .) یم زاس

زا میناوت

فیط فیطورکیم ناونع هب جنس ون راگن

( یر SPM6

هدافتسا )

Invalid source specified.مینک نیا کمک اب .

یم رازبا هقطنم فیط میناوت رطق هب یا

۲۰μm هریاد( مینک تبث ار طخ ی

رد نیچ لکش

هنومن .)2 فلتخم قطانم یارب یبذج فیط زا یا

فیط مهرب لحم زا یریگ ناوت رد شنک

۳W ۲/

رد 3 لکش هدش هدروآ

4Scanning Electron Microscope

5 PARticle Size Extracting Code

6 micro-spectrophotometer

3

هرذونان عیزوت هک ییاجنآ زا هک تسا رکذ هب مزلا .تسا تروص هب اه

یم هتفرگ رظن رد نگمه یروحم فیط ،دوش

،هدش مسر یاه

فیط نیگنایم هلصاف اب رظانتم قطانم یاه

یرون هکل لخاد رد ناسکی ی

.دنتسهSPM

2 لکش ریوصت ) مهرب لحم زاSEM

شنک .

3 لکش فلتخم قطانم رد ینومسلاپ دیدشت جوم لوط ییاجباج )

مهرب لحم ناوت رد شنک

۳W / ۲ هزادنا و زکرم زا هلصاف هب تبسن ی

هرذ نیگنایم .تسا مشچ تیاده تهج مئاق نیچ طخ .اه

هیامن زا هک یتروص رد هقطنم نینچ حطس ی

مهرب ی هدافتسا اب ار یشنک

زا یم هدهاشم مینک جارختسا وئاریم یپوکسورکیم لحم زکرم رد هک مینک

مهرب تسا هداد خر یلکشاو نیرتشیب شنک Invalid source

specified.

ریواصت رد هقطنم نیا . هداد ناشن هرذ زا یلاخSEM

یم ریز رد ار هقطنم نیا هک یتروص رد .دوش یشبطق پوکسورکیم

هیحان لک( سایقمورکیم داعبا رد مه ،مینک هدهاشم مهرب ی

مه و )شنک

حرط تروص هب ار یکیتپا یدرگناسمهان سایقمونان هب کیدزن داعبا رد یاه

یم کیپوکسونوک ( درک هدهاشم ناوت

5 لکش ناشن هک ) هدنهد

شنت ی

.تسا دایز

- 3 یداهنشیپ لدم

مهرب هک تسا هدش تباث هکیراب شنک

رزیل تدشرپ ی Ar+

هشیش اب یاه

شنت هدش نوی لدابت ید بیارض ًابقاعتم و اه

هیحان یرون هار و کیرتکلا ی

مهرب یم رییغت ار شنک هجیتن رد .دهد

یکیژولوپوت راب اب یتسکشود ی ۱

هناوتسا نراقت یاراد(

یم داجیا )یا لحم زا روبع رد رون زاف و دوش

مهرب هناکت زا شنک هیواز ی

اد شبطق( رفص یرادم یا هب )یوری

l = ±۲

یم رییغت درگپچ هب درگتسار زا زین یوریاد شبطق نآ بجوم هب هک دنک

یم لیدبت )سکعرب ای و( دوش

Invalid source

specified.

.

4 لکش هیامن ) لحم حطس زا یدعب هس ی مهرب

Invalid شنک

source specified.

.

5 لکش ههوبنا ریوصت ) هطقن زکرم یلاوح رد اه

مهرب ی لخاد رد شنک

رد .)نییاپ( یشبطق و )لااب( یروبع یپوکسورکیم دم رد هشیش رتسب گرزب ریوصت هدش

طخ عبرم ی یم نیچ

رد کیپوکسونوک حرط ناوت

هرذونان فارطا .درک هدهاشم ار اه

یم ناشن ام تابساحم حان فارطا رد تارذونان دشر نیح دهد

هی

یم شنت ،تسین یفاک هشیش بوذ یارب هنومن یامد هک شنکمهرب دناوت

هب ۸GPa Invalid source specified. دسرب

.

هرذونان فارطا رد کیتسلاپ هیلا کی داجیا یارب شنت نیا نآ رب هولاع هتسوپ عاعش .تسیفاک ،یکیتسلاپ ی

r_p ،هرذونان عاعش هب تبسن ، زا ،a

هطبار ی

( )1

r_p

a = [ ^E

۳(۱−υ)Y]

۱⁄۳

4

یم تسد هب هطبار نیا رد .دیآ

،E وυ تبسن ،گنای لودم بیترت هبY

یارب هکنیا هب هجوت اب .دنتسه هشیش میلست ماکحتسا و نوساوپ هشیش ادوس یاه - میلا υ =۰/۲۳ E =۷۲GPa ،

Y =۴/۰GPa و

Invalid source specified.تسا r_sh ≈۲a ،

تسد هب

یم ،یعاعش شنت رادقم .میروآ ς_rr

،یتمس و ، ς_θθ

هب ریز طباور اب زین

یم تسد :دنیآ

( )2 p(a) = −ς_rr=^۲Y

۳ [۱+ ln (^rp

a)^۳], ( )3 ς_θθ(r) − ς_rr(r) = Y.

هطبار زا هدافتسا اب وتپا ی

- تروص هب تسکش بیرض یکیتسلاا

( )4 { n_rr(r) = n_m+ C۱ς_rr(r) +۲C_۲ς_θθ(r),

n_θθ(r) = n_m+ C۱ς_θθ(r) +۲C_۲[ς_θθ(r) + ς_rr(r)].

اهنآ رد هک nm

،طیحم تسکش بیرض C_۱= −۰/۰۶/TPa

C_۲= و

−۲/۹۶/TPa دنتسه تباث ریداقم

Invalid source

specified.

،یتمس تسکش بیارض فلاتخا . n_θθ

،یعاعش و ،

n_rr ار ، ۰/۰۱ یم تسد هب .میروآ

عاعش هب تارذونان ینومسلاپ دیدشت فیط راتفر یسررب یارب اب هک a

هتسوپ هشیش ی عاعش هب یا r_sh

یگدنکارپ شور زا تسا هدش هدناشوپ

و یم مرن

رازفا MiePlot Invalid source

specified.

یشوماخ هدزاب بیرض Q_ext(λ, a, r_sh)

هرذ ره

یم باسح ار ( مینک

6 لکش .)

6 لکش 𝑄_𝑒𝑥𝑡) هتسوپ اب یعون هرذونان ود یارب یورزا فلتخم یاه

هیرظن .تسا هدش هبساحم یم ی

- 4 هجیتن و ثحب

مهرب رثا رد هکیراب شنک

هشیش اب رزیل تدشرپ ی هدش نوی لدابت یاه

ی

ادوس - یم داجیا یلکشاو میلا پوکسورکیم اب هک دوش

و یشبطق یاه

لخادت یم هدهاشم لباق وئاریم جنس داجیا یلکشاو نیا أشنم .دوش

شنت یپوکسونوک ریواصت یفرط زا .تسا دازامرگ یاه هرذونان زا

طا رد شنت دوجو اه یم ناشن زین ار اهنآ فار

تابساحم اب هک دهد

هتسوپونان لیکشت هب طوبرم هرذونان دشر نیح رد هشیش زا یکیتسلاپ ی

اه

هطبار[ تسا قفاوت رد هشیش رتسب رد ( ی

۴ .]) هلق لحم دیدشت یاه

هرذونان رطق نیگنایم هب تبسن یحطس نومسلاپ فلتخم قطانم رد اه

فیط روحم زا توافتم لصاوف( یریگ ناشن خرس ییاجباج ،)هکیراب

یم ( دنهد 7 لکش هیبش رد .) ،یشوماخ هدزاب بیرض یزاس

Q_ext یارب ،

هعلاطم هلق ی طیارش یارب ار تلاح هس ،یحطس نومسلاپ دیدشت ی

هتسوپ یم یسررب یکیتسلاپ ی :مینک

۱ هرذونان دشر اب هتسوپ تماخض )

،دنامب تباث ۲

وپ یجراخ عاعش ) تماخض هرذونان دشر اب و هدنام تباث هتس

،دوش مک نآ ۳

رد تلاح هس ره جیاتن .دنامب تباث هتسوپ مجح ) 8 لکش

.تسا هدش هصلاخ

7 لکش راتفر ) هلق هرذونان رطق هب تبسن ینومسلاپ دیدشت یاه .اه

8 لکش هلق ییاجباج) عاعش رییغت اب یحطس نومسلاپ دیدشت یاه

طخ یاهرادومن .هرذونان شور جیاتن ،نیچ

۱ هطقن رادومن ، جیاتن ،طخ

شور ۲ ریداقم )+( ، 𝜆𝑆𝑃𝑅

یارب ار 𝑎 =۳۰^𝑛𝑚 و )پچ(

𝑎 =۶۰^𝑛𝑚

)تسار(

یم ناشن هداد یور رب هدش شزارب طخ دتمم طخ .دهد یاه

( تسا یبرجت 7 لکش

و ) )×(

ریداقم 𝜆_𝑆𝑃𝑅 شور یارب ۳

زا هک تسا

هیبش هدمآ تسد هب یزاس .دنا

5

رد هچنآ هب هجوت اب 8 لکش

یم هدهاشم چیه مینک

شور زا کی یاه

۱ و

۲ هرذونان دشر یارب هتسوپ و اه

.دنتسین راگزاس یبرجت جیاتن اب اهنآ ی

شور زا لصاح جیاتن ۳

یم ناشن یبرجت جیاتن اب یبوخ یراگزاس .دهد

هتسوپ شور نیا رد دش هتفگ هک هنوگنامه یور رب هدش لیکشت ی

هرذونان هرذونان دشر اب اه خ مجح اه

یم ظفح ار دو رگید نایب هب .دنک

V_sh=^۴π

۳ (r_sh^۳ − a^۳) .تسا یتباث رادقم

عجارم

There are no sources in the current document.

6