تحضير وخصائص بصرية غير خطية لجسيمات نانوية من الذهب وأوكسيد الزنك ومركباتهما النانوية

الملخص

تستعرض هذه الدراسة تحضير الخصائص البصرية غير الخطية لجسيمات نانوية من الذهب (Au) وأوكسيد الزنك (ZnO) ومركباتها النانوية (ZnO-Au NCs)، التي تم تحضيرها باستخدام تقنية الاستئصال بالليزر النبضي في السائل (PLAL). يُعتبر ZnO شبه موصل واسع الفجوة مع طاقة ارتباط إكسيتون عالية (60 ميلي إلكترون فولت)، مما يجعله اقتصاديًا وصديقًا للبيئة وغير سام، وبالتالي مناسبًا للتطبيقات البصرية والإلكترونية. تم إجراء تحليلات للجسيمات النانوية المحضرة باستخدام تقنيات تحليل الأشعة السينية (XRD)، والتحليل الطيفي بالأشعة السينية المشتتة للطاقة (EDX)، والأشعة فوق البنفسجية-المرئية (UV-Vis)، والتحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء باستخدام تحويل فورييه (FTIR)، والمجهر الإلكتروني الماسح (FESEM)، والمجهر الإلكتروني الناقل (TEM). تشير النتائج إلى أن مركبات ZnO-Au النانوية تتمتع بخصائص بصرية غير خطية أفضل من جسيمات Au وZnO الأصلية. تم تحديد معامل الانكسار غير الخطي (n₂) لمركبات ZnO-Au النانوية ليكون 3.27 × 10⁴ سم²/واط، وهو أعلى بكثير من تلك الخاصة بـ ZnO النقي (3.7 × 10⁴ سم²/واط). تم استخدام تقنية Z-scan للحصول على المعاملات البصرية غير الخطية، حيث تبين أن إضافة Au إلى ZnO تزيد من امتصاص الضوء بفضل تأثير الرنين البلازمي السطحي (SPR). تُظهر هذه الدراسة الإمكانات الكبيرة لمركبات ZnO-Au النانوية في تصميم الأجهزة الفوتونية غير الخطية المتقدمة ومعالجة التلوث البيئي، مما يجعلها طريقة نظيفة وفعالة لتحضير المواد النانوية الوظيفية.