CN1583629A - 紫外脉冲激光辐照辅助纳米掺杂玻璃的制作方法 - Google Patents
紫外脉冲激光辐照辅助纳米掺杂玻璃的制作方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1583629A CN1583629A CN 200410024824 CN200410024824A CN1583629A CN 1583629 A CN1583629 A CN 1583629A CN 200410024824 CN200410024824 CN 200410024824 CN 200410024824 A CN200410024824 A CN 200410024824A CN 1583629 A CN1583629 A CN 1583629A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- glass
- pulse laser
- ultraviolet pulse
- noble metal
- irradiation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000002082 metal nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 5
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 4
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 2
- 229910003439 heavy metal oxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 abstract description 11
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 abstract description 2
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 description 1
- 239000002223 garnet Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
Abstract
一种紫外脉冲激光辐照辅助制作贵重金属纳米粒子掺杂玻璃的方法，是采用紫外脉冲激光对掺杂贵重金属的玻璃进行辐照，然后进行适当的退火处理，从而在玻璃内部沉积金属纳米颗粒。紫外激光辐照可以减小退火温度和纳米颗粒的尺度，并且易于控制纳米颗粒的尺寸和在玻璃内部的分布。采用紫外激光辐照之后，玻璃的颜色在辐照局部发生了变化。采用此方法可以应用于透明材料内的彩色图案制作、光学存储以及集成光开关等。
Description
技术领域
本发明涉及一种紫外脉冲激光辐照辅助贵金属纳米掺杂玻璃的制作方法。
背景技术：
常规采用高温退火来获得玻璃中的贵金属纳米颗粒沉淀，需要更高的退火温度，并且不容易获得很好的空间分布。而采用X射线的方法虽然可以降低退火温度，但是比较复杂，也不易控制纳米颗粒的分布和尺寸。
发明内容：
本发明的目的在于克服上述技术的不足。提供一种紫外脉冲激光辐照辅助制作贵重金属纳米粒子掺杂玻璃的方法，以降低成本并获得在玻璃中形成可控制纳米颗粒大小和分布。
本发明的技术解决方案：
一种紫外脉冲激光辐照辅助制作贵重金属纳米粒子掺杂玻璃的方法，其特征在于该方法的实质是采用紫外脉冲激光对掺杂贵重金属的玻璃进行辐照，并进行退火处理，在玻璃内部可控地沉积金属纳米颗粒。
该方法包括下列具体步骤：
1)制备掺入所需要的贵重金属的氧化物的玻璃，并切割抛光成3mm厚的平板玻璃样品；
2)在紫外脉冲激光器的输出光路的光轴上，依次设置衰减器、蝇眼光束均匀器、汇聚透镜和玻璃样品；
3)调整上述各元部件，使该紫外脉冲激光器发出的激光，经衰减器、蝇眼光束均匀器输出能量为50-100mJ的均匀光斑，玻璃样品置于汇聚透镜的焦面上，此焦面是激光束的均匀面；
4)启动紫外脉冲激光器，该激光器发出的激光，经衰减器、蝇眼光束均匀器输出均匀光斑，再经汇聚透镜聚焦对玻璃样品辐照1-10分钟；
5)紫外脉冲激光辐照的玻璃样品经530°高温退火，即在玻璃样品内部沉积出金属纳米颗粒。
由于紫外激光的光子能量比较大，可在硅玻璃(较小的能带隙，5.8eV)中发生双光子吸收，较高的激光脉冲功率保证了多光子过程的发生。金属离子捕获上述过程中产生的自由电子，并在随后的退火过程中形成金属原子的纳米颗粒。采用紫外脉冲激光辐照可以减小退火温度和纳米颗粒的尺度，易于控制纳米颗粒的尺寸和在玻璃内部的分布。而且，相对其他辐照方法成本较低。采用此方法可以应用于透明材料内的彩色图案制作、光学存储以及集成光开关等。
通过改变激光脉冲的波长、脉冲宽度和辐照时间可以控制纳米颗粒的尺寸和在玻璃内部的分布。玻璃掺杂贵重金属元素主要是金、银等元素，经辐照后的颜色会不同。
附图说明：
图1为实施本发明方法的激光辐照装置的示意图。
具体实施方式
请参阅图1，图1为实施本发明方法的激光辐照装置的示意图。本实施例采用的紫外激光是308nm的准分子激光1，脉宽25ns，经衰减器2以及均匀器3和焦距为10cm的会聚透镜4后的脉冲能量为80mJ，5是掺有0.005mol％Au2O的硅玻璃样品。以10Hz的工作频率辐照4分钟以后，经530℃的高温退火。由于色心的形成，无色透明的玻璃经过激光辐照以后辐照局部变成暗红色，并在高温退火后变为紫红色。吸收光谱说明了纳米粒子的形成，而进一步的透射显微镜以及能量色散光谱仪的测量则确认了纳米粒子为金属元素金(Au)。获得类似效果，用0.15418nm的X射线辐照需要4个小时的时间。
Claims (4)
1、一种紫外脉冲激光辐照辅助制作贵重金属纳米粒子掺杂玻璃的方法，其特征在于该方法的实质是采用紫外脉冲激光对掺杂贵重金属的玻璃进行辐照，并经退火处理在玻璃内部沉积金属纳米颗粒。
2、根据权利要求1所述的紫外脉冲激光辐照辅助制作贵重金属纳米粒子掺杂玻璃的方法，其特征在于该方法包括下列具体步骤：
①制备掺入所需要的贵重金属氧化物的玻璃，切割抛光成3mm厚的平板的玻璃样品(5)；
②在紫外脉冲激光器(1)的输出光路的光轴上，依次设置衰减器(2)、蝇眼光束均匀器(3)、汇聚透镜(4)和玻璃样品(5)；
③调整上述各元部件，使该紫外脉冲激光器(1)发出的激光，经衰减器(2)、蝇眼光束均匀器(3)输出能量为50-100mJ的均匀光斑，将玻璃样品(5)置于汇聚透镜(4)的焦面上；
④启动紫外脉冲激光器(1)，聚焦激光对玻璃样品(5)辐照1-10分钟；
⑤经紫外脉冲激光辐照的玻璃样品(5)经530°高温退火。
3、根据权利要求1所述的紫外脉冲激光辐照辅助制作贵重金属纳米粒子掺杂玻璃的方法，其特征在于所述的紫外脉冲激光器为准分子激光器，或全固态倍频激光器。
4、根据权利要求1所述的紫外脉冲激光辐照辅助制作贵重金属纳米粒子掺杂玻璃的方法，其特征在于所述的贵重金属为金，或银。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200410024824 CN1273401C (zh) | 2004-06-01 | 2004-06-01 | 紫外脉冲激光辐照辅助纳米掺杂玻璃的制作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200410024824 CN1273401C (zh) | 2004-06-01 | 2004-06-01 | 紫外脉冲激光辐照辅助纳米掺杂玻璃的制作方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1583629A true CN1583629A (zh) | 2005-02-23 |
| CN1273401C CN1273401C (zh) | 2006-09-06 |
Family
ID=34600999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200410024824 Expired - Fee Related CN1273401C (zh) | 2004-06-01 | 2004-06-01 | 紫外脉冲激光辐照辅助纳米掺杂玻璃的制作方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1273401C (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101798179A (zh) * | 2010-04-02 | 2010-08-11 | 华东理工大学 | 具有二向色性的、掺杂纳米金颗粒的玻璃及其制备方法 |
| CN102744519A (zh) * | 2012-07-09 | 2012-10-24 | 哈尔滨工程大学 | 一种增强稀土掺杂纳晶粉末材料上转换发光效率的方法 |
| CN104773957A (zh) * | 2015-04-07 | 2015-07-15 | 中国原子能科学研究院 | 掺杂金纳米颗粒的玻璃及其制备方法和飞秒激光辐照系统 |
| CN111168079A (zh) * | 2020-01-15 | 2020-05-19 | 浙江工业大学 | 一种基于玻璃表面合成金属纳米颗粒的方法 |
| CN114751649A (zh) * | 2022-04-25 | 2022-07-15 | 哈尔滨工业大学 | 一种利用激光制备材料表面纳米颗粒的方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102909382B (zh) * | 2011-08-01 | 2014-08-20 | 中国科学院物理研究所 | 一种在有机溶剂中制备金属纳米颗粒的装置 |
-
2004
- 2004-06-01 CN CN 200410024824 patent/CN1273401C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101798179A (zh) * | 2010-04-02 | 2010-08-11 | 华东理工大学 | 具有二向色性的、掺杂纳米金颗粒的玻璃及其制备方法 |
| CN102744519A (zh) * | 2012-07-09 | 2012-10-24 | 哈尔滨工程大学 | 一种增强稀土掺杂纳晶粉末材料上转换发光效率的方法 |
| CN102744519B (zh) * | 2012-07-09 | 2014-12-03 | 哈尔滨工程大学 | 一种增强稀土掺杂纳晶粉末材料上转换发光效率的方法 |
| CN104773957A (zh) * | 2015-04-07 | 2015-07-15 | 中国原子能科学研究院 | 掺杂金纳米颗粒的玻璃及其制备方法和飞秒激光辐照系统 |
| CN111168079A (zh) * | 2020-01-15 | 2020-05-19 | 浙江工业大学 | 一种基于玻璃表面合成金属纳米颗粒的方法 |
| CN114751649A (zh) * | 2022-04-25 | 2022-07-15 | 哈尔滨工业大学 | 一种利用激光制备材料表面纳米颗粒的方法 |
| CN114751649B (zh) * | 2022-04-25 | 2023-08-25 | 哈尔滨工业大学 | 一种利用激光制备材料表面纳米颗粒的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1273401C (zh) | 2006-09-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102285635B (zh) | 一种利用激光制作金属微纳结构的系统与方法 | |
| EP2804844B1 (en) | Production of metalized product | |
| Mostafa | The enhancement of nonlinear absorption of Zn/ZnO thin film by creation oxygen vacancies via infrared laser irradiation and coating with Ag thin film via pulsed laser deposition | |
| DE102008012339B4 (de) | Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, Verfahren zum Herstellen einer Speicherzelle, Halbleitervorrichtung, Halbleiter-Prozessierungsvorrichtung, integrierter Schaltkreis mit einer Speicherzelle | |
| WO2000060668A1 (de) | Vorrichtung und verfahren zum abtragen von dünnen schichten auf einem trägermaterial | |
| DE102013100888A1 (de) | Licht-Konzentrator oder -Verteiler | |
| EP2744763A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines niedrigemittierenden schichtsystems | |
| CN110560703A (zh) | 基于飞秒激光的高催化活性金纳米棒的制备方法及其系统 | |
| CN105728945A (zh) | 一种飞秒激光双脉冲一步法制备表面增强拉曼基底 | |
| CN1273401C (zh) | 紫外脉冲激光辐照辅助纳米掺杂玻璃的制作方法 | |
| DE102011111998A1 (de) | Verfahren zur Strukturierung einer Oberfläche | |
| CN109868462A (zh) | 一种实现在纳米尺度下激光辅助金离子化学还原的方法 | |
| Zeng et al. | Preparation and optical properties of silver nanoparticles induced by a femtosecond laser irradiation | |
| WO1996007946A1 (de) | Mikroskopischer sender oder detektor elektromagnetischer strahlung | |
| DE102004032810B4 (de) | Photovoltaische Solarzelle mit einer Schicht mit Licht streuenden Eigenschaften und Solarmodul | |
| CN1242950C (zh) | 无色透明玻璃内部多色立体图案的形成方法 | |
| DE102006059417A1 (de) | Photovoltaik-Vorrichtung mit holografischer Struktur zum Umlenken einfallender Sonnenstrahlung, sowie Herstellverfahren hierfür | |
| RU2394001C1 (ru) | Способ формирования металлических нанокластеров в стекле | |
| JP2010228989A (ja) | ドーピング方法、光学デバイスの製造方法、および、ナノ粒子生成方法 | |
| DE102011112696B4 (de) | Solarzelle mit Folie zur Rückseitenkontaktierung, Verfahren zu deren Herstellung und Verwendung einer Folie als Rückseitenkontaktierung | |
| Blondeau et al. | Influence of pulsed laser irradiation on precipitation of silver nanoparticles in glass | |
| Wackerow et al. | Laser-assisted one-step fabrication of homogeneous glass–silver composite | |
| Zeng et al. | Preparation and optical properties of silicate glasses containing Pd nanoparticles | |
| CN114351093A (zh) | 一种多级微纳米结构复合材料的制备方法及其应用 | |
| CN101798179A (zh) | 具有二向色性的、掺杂纳米金颗粒的玻璃及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20060906 Termination date: 20100601 |