Одержання плівок із упорядкованою структурою за лазерно-стимульованого випаровування водного розчину мідного купоросу

Abstract

Наведено методику, техніку та результати дослідження структурування поверхні скла за лазерно-стимульованого випаровування водних розчинів мідного купоросу з поверхні скляної підкладинки в повітрі атмосферного тиску. Використовувалося випромінення лазера з довжиною хвилі ґенерації 1,06 мкм. Тривалість лазерних імпульсів складала 40 нс, частота їхнього слідування f=1 Гц. В дослідженнях використовувалися дві практично однакові за об’ємами та розмірами краплі одновідсоткового водного розчину мідного купоросу. В експерименті одна з цих крапель опромінювалася лазерним випроміненням, а інша залишалася контрольною. Густина потужности лазерного випромінення на поверхні досліджуваної краплі розчину 1,8*10^10 Вт/м2. Тривалість опромінювання лазерним випроміненням досліджуваної краплі дорівнювала тривалості повного висихання контрольної краплі та складала 210 хв. При цьому із обох крапель на поверхні скла утворилися плівки, які істотно відрізняються між собою. Контрольна плівка є однорідною та не має структури. А плівка, яку одержано під дією лазерного випромінення, є сильно структурованою. Структура цієї плівки містить як упорядковані, так і неупорядковані елементи. Характерні розміри цих елементів складали близько 0,1–2 мкм. Дослідження спектрів пропускання одержаних плівок у видимій області спектру (400–800 нм) показали, що пропускання контрольної плівки залежить від довжини хвилі світла; воно відчутно зменшується при переході до світлових хвиль з великими довжинами хвиль. Пропускання ж плівки, утвореної під дією лазерного випромінення, приблизно в 2–3 рази менше за пропускання контрольної плівки, але воно практично не залежить від довжини хвилі випромінення. Результати наших досліджень вказують на принципову можливість одержання відносно прозорих плівок із упорядкованими структурами методом опромінення потужнім наносекундним лазерним випроміненням водних розчинів солей перехідних металів.