Механизм лазерно-индуцированного широкополосного излучения поликристаллического графита

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

Под воздействием ИК лазерного излучения на поликристаллический графит в видимой области спектра появляется вторичное широкополосное излучение. С целью выяснения природы этого явления проведено сравнение с излучением при резистивном нагреве и дуговом разряде. Сделан вывод о том, что широкополосное излучение поликристаллического графита можно отнести к антистоксовой люминесценции, которая возникает за счет вынужденного комбинационного рассеяния фотонов при высоких температурах. Предложена и реализована имитационная модель, в рамках которой спектр излучения качественно воспроизводится последовательным включением апериодических звеньев второго порядка.

Толық мәтін

Рұқсат жабық

Авторлар туралы

С. Рехвиашвили

Институт прикладной математики и автоматизации КБНЦ РАН

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: rsergo@mail.ru
Ресей, Нальчик

Д. Гаев

Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова

Email: rsergo@mail.ru
Ресей, Нальчик

З. Маргушев

Институт информатики и проблем регионального управления КБНЦ РАН

Email: rsergo@mail.ru
Ресей, Нальчик

Әдебиет тізімі

  1. Redmond S.M., Rand S.C., Oliveira S.L. Bistable Emission of a Black-body Radiator // Appl. Phys. Lett. 2004. V. 85. P. 5517.
  2. Lui C.H, Mak K.F., Shan J., Heinz T.F. Ultrafast Photoluminescence from Graphene // Phys. Rev. Lett. 2010. V. 105. P. 127404.
  3. Qin F., Zhao H., Zheng Y., Cheng Z., Wang P., Zheng C., Yu Y., Zhang Z., Cao W. Pressure-sensitive Blackbody Point Radiation Induced by Infrared Diode Laser Irradiation // Opt. Lett. 2011. V. 36. № 10. P. 1806.
  4. Хрущалина С.А., Рябочкина П.А., Кяшкин В.М., Ванецев А.С., Гайтко О.М., Табачкова Н.Ю. Широкополосное излучение белого света в наноразмерных кристаллических порошках ортофосфатов иттрия, легированных ионами Yb3+ и Er3+, при воздействии лазерным излучением с длиной волны 972 нм // Письма в ЖЭТФ. 2016. Т. 103. № 5. С. 342.
  5. Рябочкина П.А., Хрущалина С.А., Кяшкин В.М., Ванецев А.С., Гайтко О.М., Табачкова Н.Ю. Особенности взаимодействия лазерного излучения ближнего ИК-диапазона с наноразмерными Yb-содержащими диэлектрическими частицами // Письма в ЖЭТФ. 2016. Т. 103. № 12. С. 836.
  6. Zhu Y., Xu W., Li C., Zhang H., Dong B., Xu L., Xu S., Song H. Broad White Light and Infrared Emission Bands in YVO4:Yb3+, Ln3+ (Ln3+ = Er3+, Tm3+, or Ho3+) // Appl. Phys. Express. 2012. V. 5. № 9. P. 092701.
  7. Marciniak L., Strek W., Hreniak D., Guyot Y. Temperature of Broadband Anti-Stokes White Emission in LiYbP4O12: Er Nanocrystals // Appl. Phys. Lett. 2014. V. 105. P. 173113.
  8. Strek W., Tomala R., Marciniak L., Lukaszewicz M., Cichy B., Stefanski M., Hreniak D., Kedziorski A., Krosnicki M., Seijo L. Broadband Anti-Stokes White Emission of Sr2CeO4 Nanocrystals Induced by Laser Irradiation // Phys. Chem. Chem. Phys. 2016. V. 18. P. 27921.
  9. Zhu S., Wang C., Li Z., Jiang W., Wang Y., Yin H., Wu L., Chen Z., Zhang G. High-efficiency Broadband Anti-Stokes Emission from Yb3+-doped Bulk Crystals // Opt. Lett. 2016. V. 41. № 10. P. 2141.
  10. Dornsiepen E., Dobener F., Chatterjee S., Dehnen S. Controlling the White-Light Generation of [(RSn)4E6]: Effects of Substituent and Chalcogenide Variation // Angew. Chem. Int. Ed. 2019. V. 58. № 47. P. 17041.
  11. Рехвиашвили С.Ш. Широкополосное излучение малых диэлектрических частиц // Опт. и спектр. 2020. Т. 128. № 9. С. 1323.
  12. Рехвиашвили С.Ш., Strek W. Тепловое излучение графена // Опт. и спектр. 2021. Т. 129. № 10. С. 1301.
  13. Рехвиашвили С.Ш., Гаев Д.С., Маргушев З.Ч. Антистоксова люминесценция в углеродных материалах // Опт. и спектр. 2021. Т. 129. № 12. С. 1589.
  14. Рехвиашвили С.Ш., Гаев Д.С., Маргушев З.Ч. Широкополосное излучение поликристаллического графита // Квантовая электроника. 2022. Т. 52. № 4. С. 382.
  15. Feldmann J., Fischer R., Guss W., Gobel E.O., Schmitt-Rink S., Kratschmer W. White Luminescence from Solid C60 // Europhys. Lett. 1992. V. 20. № 6. P. 553.
  16. Bayramov A.I., Mamedov N.T., Dzhafarov T.D., Aliyeva Y.N., Ahmadova Kh.N., Alizade E.H., Asadullayeva S.Q., Sadigov M.S., Ragimov Sh.Kh. Photoluminescence and Optical Transitions in C60 Fullerene Thin Films Deposited on Glass, Silicon and Porous Silicon // Thin Solid Films. 2019. V. 690. P. 137566.
  17. Canning J., Sceats M.G. Spatial Distribution of 650-nm Luminescence in UV-processed Germanosilicate Preforms // Opt. Lett. 1994. V. 19. № 15. P. 1119.
  18. Olejniczak A., Tomala R., Zemojtel P., deAraujo Maia A.F., Bezkrovnyi O., Macalik B., Игнатенко О., Beben D., Strek W. Структурные и оптические характеристики синтетических алмазов в нано-, микро- и миллиметровом масштабе // Опт. и спектр. 2022. Т. 130. № 1. С. 192.
  19. Li J., Kundrapu M., Shashurin A., Keidar M. Emission Spectra Analysis of Arc Plasma for Synthesis of Carbon Nanostructures in Various Magnetic Conditions // J. Appl. Phys. 2012. V. 112. P. 024329.
  20. Vekselman V., Feurer M., Huang T., Stratton B., Raitses Y. Complex Structure of the Carbon Arc Discharge for Synthesis of Nanotubes // Plasma Sources Sci. Technol. 2017. V. 26. P. 065019.
  21. Шавелкина М.Б., Амиров Р.Х., Кавыршин Д.И., Чиннов В.Ф. Спектроскопическое исследование плазменной струи гелия с добавками углеводородов // ТВТ. 2020. Т. 58. № 3. С. 327.
  22. Yang L., Deslippe J., Park C.-H., Cohen M.L., Louie S.G. Excitonic Effects on the Optical Response of Graphene and Bilayer Graphene // Phys. Rev. Lett. 2009. V. 103. P. 186802.
  23. Osvet A., Palm V., Sildos I. Spectral Hole Burning and Uniaxial Stress Study of Radiation-Induced Defects in Diamond // J. Appl. Phys. 1996. V. 79. P. 8290.
  24. Зиенко С.И., Слабковский Д.С. Особенности фононного крыла люминесценции алмаза // Письма в ЖТФ. 2019. Т. 45. № 11. С. 9.
  25. Savvatimskiy A.I. Measurements of the Melting Point of Graphite and the Properties of Liquid Carbon (A Review for 1963–2003) // Carbon. 2005. V. 43. № 6. P. 1115.
  26. Ferrari A.C. Raman Spectroscopy of Graphene and Graphite: Disorder, Electron–Phonon Coupling, Doping and Nonadiabatic Effects // Solid State Commun. 2007. V. 143. P. 47.
  27. Saito R., Hofmann M., Dresselhaus G., Jorio A., Dresselhaus M.S. Raman Spectroscopy of Graphene and Carbon Nanotubes // Adv. Phys. 2011. V. 60. № 3. P. 413.
  28. Зиатдинов А.М. Спектроскопия комбинационного рассеяния наноразмерных сотовидных углеродных структур // Вестник ДВО РАН. 2020. № 6. С. 27.
  29. Strek W., Tomala R., Lukaszewicz M., Cichy B., Gerasymchuk Y., Gluchowski P., Marciniak L., Bednarkiewicz A., Hreniak D. Laser Induced White Lighting of Graphene Foam // Sci. Rep. 2017. V. 7. P. 41281.
  30. Strek W., Tomala R. Laser Induced Broadband Emission Spectra of Graphene Foam // Phys. B. 2020. V. 579. P. 411840.
  31. Chaika M., Tomala R., Oleszko M., Strek W. Influence of Low Temperature on White Light Emission from Graphene-based Microchip // Low Temp. Phys. 2023. V. 49. № 3. P. 330.
  32. Зубов В.А., Сущинский М.М., Шувалов И.К. Стимулированное комбинационное рассеяние света // УФН. 1964. Т. 83. № 6. С. 197.
  33. Зиенко С.И. Динамика решетки в фононном крыле спектра люминесценции алмаза // Успехи прикл. физики. 2019. Т. 7. № 6. С. 586.
  34. Хабаров С.П., Шилкина М.Л. Основы моделирования технических систем. Среда Simintech. М.: Лань, 2022. 120 с.
  35. Хакен Г. Синергетика. М.: Мир, 1980. 405 с.
  36. Laser-induced Breakdown Spectroscopy / Eds. Singh J.P., Thakur S.N. Amsterdam: Elsevier Sci., 2020. 604 p.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу
2. Fig. 1. Raman spectra of polycrystalline graphite (a) and artificial diamond (b).

Жүктеу (115KB)
Метадеректер
3. Fig. 2. Emission spectra of polycrystalline graphite: 1 – laser-induced emission, 2 – emission during arc discharge, 3–5 – emission as a result of resistive heating at different temperatures.

Жүктеу (134KB)
Метадеректер
4. Fig. 3. Simulation model of broadband radiation.

Жүктеу (116KB)
Метадеректер

© Russian Academy of Sciences, 2024