Time-resolved investigations on ultrafast shape modification dynamics of silver nanoparticles embedded in glass

Abstract

Das Ziel dieser Arbeit ist es, die laserinduzierte dauerhafte Form-Modifizierungsdynamik von glaseingebettetem Silber Nanopartikeln zu untersuchen. In diesem Zusammenhang wird eine Impuls-Paar Bestrahlungstechnik vorgeschlagen, in denen sphärische Silber Nanopartikeln von zeitverzögerten fs-Laserimpuls Paaren bestrahlt werden. Diese Methode führt zur verzögerungsabhängigen Nanopartikel-Formveränderungen; deshalb können die anhaltenden Veränderungen der Oberflächenplasmonenbanden als eine Funktion der Zeitverzögerung und die relative Polarisierung der Impuls-Paare analysiert werden. Die zeitliche Evolution der Oberflächenplasmonenbanden wird bis zu einer Verzögerung von 1 ns erhalten. Es wird festgestellt, dass die stärksten Nanopartikel-Formveränderungen, d.h. die höchsten Aspekt-Verhältnisse erreicht werden, wenn die Verzögerung zwischen Impulspaaren weniger als 3 ps ist. Nach 10 ps ist der Dichroismus im Fall von Impuls-Paare mit identischer Polarisierung stark reduziert und verschwindet mit Impuls-Paare mit orthogonaler Polarisation. Die Ergebnisse deuten stark darauf hin, dass die Elektronen- und Ionen-Emissionen von den Nanopartikeln innerhalb weniger als 20 ps beendet werden. Nach 20 ps bleibt das daraus resultierende Aspekt-Verhältnis auf ein Mindestmaß bis 100 ps und für längere Verzögerungen nimmt das Aspekt-Verhältnis langsam bis zu 1 ns zu. Die Ergebnisse, die oben zusammengefasst sind, geben Einblick in die Dynamik von Nanopartikel-Formveränderungen in einen ziemlich langen Zeitraum mit sehr guter experimenteller Genauigkeit. In diesem Zusammenhang erweist sich die eingeführte Technik als ein wertvolles Werkzeug, um die Nanopartikel-Formmodifizierungsdynamik oder allgemeiner, irgendwelche ultraschnellen laserinduzierten Prozesse zu untersuchen, die zu dauerhaften optischen Änderungen führen.