Представлено результати застосування фотоакустичних методів для візуалізації просторового розподілу полів механічних напруг у кристалах карбіду кремнію.

Показано, що термоіндукований тиск рідини у порах мезопоруватого композита суттєво впливає на величину та характер залежності ФА сигналу від часу під час його п'єзоелектричної реєстрації. Цей вплив виявляється в зростанні крутизни фронту ФА сигналу, а у випадку композитів із рідинами, що мають малу в'язкість на осцилограмах, крім того, з'являються екстремуми, що пов'язані з релаксацією тиску рідини в порах. Одержане експериментальне значення часу релаксації, термоіндукованого нерівноважного тиску в порах композита на порядок перевищує теоретичні оцінки. Найбільш суттєвою причиною цього є нерівномірний за довжиною перетин пор. Одержані результати можна використовувати для дослідження морфології пористих матеріалів, а також під час розробки сенсорних систем на їх основі.

The analysis of photo-thermo-acoustic transformation in materials with the modified properties of a surface layer has been made in this work. Formation of a photoacoustic response in a layered structure of the type "implanted layer + crystalline Si substrate" as a result of its irradiation by one laser pulse with duration of 20 ns is analyzed.

The analysis of photothermal conversion in materials with modified properties of surface layer was made in this work. Influence of both physical and geometrical nonlinearities on the process of heat distribution was estimated.

In the paper the results of thermoelastic properties of nanocomposite system "porous silicon - liquid" study is presenting. Contribution of different mechanisms that lead to such system deformation under its heating was evaluated. Different sources of such deformation - as dynamical, related with thermal induced pressures of liquids in the pores, as stationary, related with forces of different nature that occur at the interface "porous matrix - liquid" - were compared.

Індекс рубрикатора НБУВ: В372.4

Рубрики:

Аморфний (склоподібний) стан твердого тіла

Шифр НБУВ: Ж16425 Пошук видання у каталогах НБУВ 

The process of tin-induced crystallization of amorphous silicon under the influence of different types of laser irradiation was investigated using the method of Raman scattering by thin-film Si - Sn - Si structures. The dependences of the size and concentration of Si nanocrystals on the power of laser radiation was experimentally evaluated and analyzed. As sources of excitation pulse laser radiation with the pulses duration equal to 20 ns and 150 mu s and wavelengths equal to 535 and 1070 nm was used. The possibility of efficient tin-induced transformation of silicon from amorphous phase to crystalline one in the 200-nm thick layers of a-Si under the action of laser pulses with duration equal to 20 ns was shown. The spatial and temporal distributions of laser induced temperature rise was calculated to interpret experimental results.

Проведено вивчення різних наноматеріалів на основі вуглецю як фотоакустичних контрастних речовин. Дослідницьку роботу проведено на фантомі тканини на основі агарози, що містить включення з карбоновими наноматеріалами та без них. Включення було створено з більш високою густиною у порівнянні з фантомом з метою імітування пухлини. Для вимірювання рівня фотоакустичного сигналу та його підсилення, спричиненого наявністю нановключень, було використано спеціально розроблений фотоакустичний зонд. Зонд складається з буфера для часового розділення сигналу, що надходить від джерела збудження, п'єзоелектричного перетворювача та підсилювача. Точкові вимірювання сигналу проводилися для одержання двовимірної карти величини фотоакустичного сигналу та фазової затримки реєстрації сигналу. На основі затримки фази реконструювали фотоакустичні 3D зображення шляхом оцінки координати глибини на основі швидкості звуку в тканині. Як джерело збудження було використано світлове випромінювання від Nd:YAG лазера з тривалістю імпульсу 16 нс та довжиною хвилі 1064 нм. Розглянуто тканинний фантом із пухлиною, покритою оксидом графена (GO), як контрольний. Показано, що використання GO призводить до значного поліпшення контрасту зображення. Далі систематично вивчалися пухлини, покриті нанодіамантами (NDs) та наночастинками фтороксиду вуглецю (CFO). Амплітуда фотоакустичних сигналів, зареєстрованих від таких фантомів пухлини, на порядок менша, ніж сигнал, одержуваний від GO. Всі три типи досліджуваних наноматеріалів на основі вуглецю (GO, NDs, CFO) надають стабільний фотоакустичний сигнал, що надає змогу вважати їх хорошими кандидатами для подальших експериментів in vitro у фотоакустичній візуалізації для біологічних застосувань. Залежності рівня сигналу від концентрації наночастинок вимірювали для окремих типів наночастинок. Враховуючи набагато ефективніше проникнення NDs та CFO наночастинок всередину клітин, а також їх надзвичайно низьку цитотоксичність, ці обидва типи вуглецевих наноматеріалів можуть бути використані для подальших експериментів in vivo.