Pengaruh Energi Laser Terakumulasi terhadap Morfologi Nanopartikel dalam Pemerahan Gelombang Terpulas Film Tipis AgCu
Abstrak
Film Ag50Cu50 berhasil diendapkan pada substrat kaca menggunakan sistem sputtering. Pengaruh energi terakumulasi terhadap pembentukan nanoparticle dalam pemerahan gelombang laser terpulas film AgCu telah diselidiki. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sifat film yang telah mengalami pemerahan tergantung pada besarnya energi yang terakumulasi dalam film. Untuk akumulasi energi rendah, terbentuk dua nanoparticle yang berbeda, yaitu berbentuk beras/komposisi Ag60Cu40 dan berbentuk setengah bola/komposisi Ag80Cu20. Selain itu, spektrum penyerapan menunjukkan dua puncak pada panjang gelombang 700 nm dan 500 nm. Sebaliknya, untuk akumulasi energi tinggi, nanoparticle memiliki komposisi seragam Ag60Cu40, diameter rata-rata 100 nm, dan panjang gelombang puncak penyerapan sebesar 550 nm. Secara keseluruhan, hasil penelitian menunjukkan bahwa kandungan Ag yang lebih tinggi pada nanoparticle yang diinduksi menyebabkan pergeseran biru pada spektrum penyerapan, sedangkan ukuran partikel yang lebih kecil menyebabkan pergeseran merah.
Pendahuluan
Nanopartikel logam mulia telah banyak diteliti karena berbagai karakteristik fisik yang menarik, serta sifat elektrokimia dan mekanik yang menarik [1,2,3]. Salah satu sifat paling penting dari nanoparticle tersebut adalah resonansi plasmon permukaan terlokalisasi (LSPR), yang berasal dari interaksi antara cahaya insiden dan elektron beas pada permukaan logam [4]. Secara khusus, medan listrik yang bervariasi seiring waktu yang terkait dengan cahaya insiden mencermati gaya pada elektron beas, yang menyebabkan mereka berosilasi [5]. Pada frekuensi eksitasi tertentu, osilasi elektron beas permukaan sama dengan osilasi cahaya insiden, dan resonansi yang dihasilkan mengakibatkan peningkatan signifikan dalam penyerapan cahaya permukaan pada panjang gelombang yang bersesuaian. Nanopartikel logam menunjukkan perilaku resonansi plasmon permukaan terlokalisasi ketika ukurannya menurun ke skala yang lebih kecil dari panjang gelombang cahaya insiden [6].
Di antara berbagai bahan logam yang sering digunakan, perak (Ag) dan tembaga (Cu) telah dieksplorasi secara luas dan digunakan secara luas dalam bidang antibakteri [7, 8], fotovoltaik [9, 10], optoelektronik [9, 11], dan elektrokatalsis [12]. Dalam banyak aplikasi tersebut, diinginkan untuk memola nanoparticle logam pada permukaan substrat. Biasanya dilakukan menggunakan proses pemerahan gelombang laser [13,14,15,16]. Literatur berisi banyak studi tentang pembentukan nanoparticle logam melalui pemerahan gelombang laser [17]. Namun, sebagian besar studi ini berfokus pada pemerahan logam murni [14, 16,17,18]. Dengan kata lain, literatur hanya berisi informasi yang sangat terbatas tentang pemerahan gelombang laser logam campuran [13, 15]. Namun, film logam campuran tipis dengan struktur nanoparticle sangat penting secara praktis dalam banyak aplikasi, termasuk resonansi plasmon permukaan dan sensor hidrogen optik [19, 20]. Ruffino melaporkan bahwa absorbansi struktur permukaan dalam array yang diproduksi pada periode yang berbeda akan secara jelas menunjukkan kemungkinan untuk menyesuaikan properti plasmonik dengan menyesuaikan karakteristik geometri array [17]. Sifat penginderaan nanoparticle logam karena resonansi plasmon permukaan (SPR) karakteristik mereka sedang dikembangkan [21]. Kemampuan penginderaan nanoparticle yang disintesis didukung lebih lanjut oleh spektroskopi Raman. Nanopartikel yang disintesis kemudian digunakan untuk penginderaan pestisida menggunakan teknik spektrum penyerapan [22]. Oleh karena itu, diperlukan penelitian lebih lanjut tentang pengaruh pemerahan gelombang laser pada sifat kimia dan mekanik film logam campuran tipis.
Sifat Ag dan Cu murni di bawah pemerahan gelombang laser sudah dipahami dengan baik [13, 23]. Meskipun banyak aplikasi yang beragam dari nanoparticle monometalik, sintesis nanoparticle bimetalik juga telah mempercepat karena properti gabungan logam penyusunnya. Misalnya, nanoparticle bimetalik memiliki reaktivitas yang ditingkatkan dibandingkan dengan sejenisnya dalam bidang katalisis [24]. Oleh karena itu, dalam upaya untuk mengklarifikasi mekanisme pemerahan dalam sistem logam campuran, studi ini dengan sengaja memilih logam campuran AgCu sebagai target penelitian. Secara khusus, film tipis AgCu setara mol diendapkan pada substrat kaca, dan morfologi, komposisi, serta sifat penyerapan film dipertimbangkan setelah pemerahan gelombang laser dilakukan dengan berbagai laju pengulangan pulsa laser, daya laser, dan kecepatan pemindaian.
Metode
Film Ag50Cu50 dengan ketebalan 10 nm diendapkan secara bersamaan dari target Ag dan Cu murni pada substrat kaca (Nippon Electric Glass Co., ketebalan: 7 mm, kekasaran permukaan: 1.8 nm) menggunakan sistem sputtering vakum tinggi dengan tekanan dasar 2 × 10−6 torr dan laju aliran gas Ar sebesar 30 sccm. Mikrostruktur film Ag50Cu50 yang baru diendapkan (100 nm) diperiksa menggunakan Difraktometer X-ray D8 (XRD, Bruker D8 Advance) dengan radiasi Cu-Kα (λ = 0.1540 nm) dan tegangan operasi serta arus masing-masing 40 kV dan 30 mA. Film yang baru diendapkan (10 nm) kemudian mengalami pemerahan menggunakan sistem laser inframerah dekat (NIR) terpulas (SPI-12, UK Fiber Laser) dengan panjang gelombang 1064 nm, durasi pulsa 200 ns, dan ukuran titik 40 μm. Untuk meneliti pengaruh berbagai kondisi pemrosesan terhadap pembentukan nanoparticle dalam film tipis, proses pemerahan dilakukan menggunakan dua laju pengulangan (100 dan 300 kHz), empat daya pulsa (2, 6, 8 dan 12 W) dan empat kecepatan pemindaian (50, 400, 800 dan 1200 mm/s). Dalam setiap kasus, jarak pemindaian diatur sebesar 20 μm. Untuk setiap proses pemerahan, energi pulsa (E) dihitung sebagai [25]:
$$E = P_{{{\text{AVG}}}} {\text{/rep}},$$ (1)
di mana PAVG adalah daya rata-rata laser dan rep adalah laju pengulangan. Untuk kondisi pemrosesan yang dipertimbangkan dalam studi ini, energi pulsa bervariasi dari 6,7 hingga 120 μJ.
Properti optik sampel yang telah mengalami pemerahan dianalisis menggunakan spektrofotometer UV–vis-IR (Lambda 35, PerkinElmer) pada panjang gelombang yang bervariasi dari 300 hingga 1000 nm. Morfologi permukaan sampel yang telah mengalami pemerahan diamati menggunakan Mikroskop Elektron Semar Emisi Medan (FE-SEM, JSM-7600F). Distribusi ukuran partikel diukur menggunakan perangkat lunak pengolahan citra ImageJ (National Institutes of Health, USA) dengan minimal 100 partikel per sampel. Terakhir, mikrostruktur dan komposisi elemen film yang baru diendapkan serta nanoparticle diperiksa menggunakan Mikroskop Elektron Transmisi Emisi Medan (FE-TEM, Tecnai F20 G2) yang dilengkapi dengan Spektrometri X-ray Dispersif Energi (EDS). Untuk membuat sampel TEM, lapisan Pt yang sangat tipis diendapkan pada permukaan sampel untuk melindungi nanoparticle selama pemotongan. Kemudian, sistem Fokus Ion Beam (FIB, Hitachi NX2000) digunakan untuk memotong dan memotong dengan akurat penampang lintang nanoparticle yang dipilih menjadi sampel TEM.
Hasil dan Pembahasan
Gambar 1a menunjukkan pola difraksi X-ray film Ag50Cu50 yang baru diendapkan. Puncak difraksi yang jelas pada bidang (111) menunjukkan bahwa film memiliki struktur kristal. Hsieh [26] juga melaporkan bahwa film Ag50Cu50 yang baru diendapat hanya memiliki satu puncak difraksi. Dibandingkan dengan referensi, hasil XRD yang serupa dapat diperoleh. Diketahui bahwa Cu dapat melarutkan atom Ag hanya hingga 4,9 at %, sementara Ag dapat melarutkan hingga 14,1 at % Cu. Ag (111) bergeser ke kanan seiring dengan peningkatan kandungan Cu. Oleh karena itu, hanya satu puncak difraksi yang muncul dalam hasil kita. Selain itu, citra SEM film Ag50Cu50 yang ditunjukkan pada Gambar 1b menunjukkan bahwa film memiliki penampilan yang halus dan kontinu. Terakhir, hasil pemetaan EDS yang ditampilkan pada Gambar 1c, d mengonfirmasi homogenitas komposisi komponen logam campuran Ag dan Cu.
a Pola XRD, b citra SEM, dan pemetaan komposisi yang sesuai, c Ag dan d Cu, dari film Ag50Cu50 yang baru diendapat
Gambar 2a–h menunjukkan morfologi nanoparticle yang mengalami pemerahan gelombang laser terpulas, diagram distribusi ukuran yang sesuai, dan spektrum penyerapan film Ag50Cu50 yang telah mengalami pemerahan yang dihasilkan menggunakan laju pengulangan dan kecepatan pemindaian konstan masing-masing 300 kHz dan 400 mm/s, serta daya laser 2, 6, 8 dan 12 W. Untuk kondisi pemrosesan yang dipertimbangkan pada Gambar 2a–h, energi pulsa bervariasi dari 6,7 hingga 40 μJ. Selain itu, karena laju pengulangan tinggi, energi terakumulasi relatif rendah [13]. Plot distribusi ukuran menunjukkan bahwa parameter pemrosesan yang dipertimbangkan menghasilkan pembentukan nanoparticle dengan dua ukuran yang berbeda, yaitu nanoparticle yang lebih besar dengan ukuran sekitar 200 nm dan nanoparticle yang lebih kecil dengan ukuran sekitar 50 nm. Selain itu, spektrum penyerapan menunjukkan kehadiran dua puncak yang jelas pada sekitar 500 dan 700 nm, masing-masing. Secara menarik, spektrum penyerapan dengan puncak ganda seperti ini belum pernah dilaporkan sebelumnya dalam studi pemerahan gelombang laser.
a–d Morfologi permukaan nanoparticle yang mengalami pemerahan yang diinduksi menggunakan laju pengulangan konstan (300 kHz) dan kecepatan pemindaian (400 mm/s), tetapi daya pulsa laser yang berbeda (2, 6, 8 dan 12 W, masing-masing); e–g distribusi ukuran nanoparticle yang sesuai; h spektrum penyerapan yang sesuai. i–l Morfologi permukaan nanoparticle yang mengalami pemerahan yang diinduksi menggunakan laju pengulangan konstan (100 kHz) dan kecepatan pemindaian (400 mm/s), tetapi daya pulsa laser yang berbeda (2, 6, 8 dan 12 W, masing-masing); m–p distribusi ukuran nanoparticle yang sesuai; q spektrum penyerapan yang sesuai. Semua skala bar sama dengan 1 μm
Gambar 2i–q menunjukkan morfologi, distribusi ukuran, dan spektrum penyerapan film Ag50Cu50 yang diproses menggunakan kecepatan pemindaian yang sama (400 mm/s) dan daya laser (2, 6, 8 dan 12 W) seperti yang dijelaskan di atas, tetapi dengan laju pengulangan yang lebih rendah sebesar 100 kHz. Dalam kasus ini, energi pulsa bervariasi dari 20 hingga 120 μJ dan laju pengulangan rendah menghasilkan energi terakumulasi yang relatif tinggi [13]. Perlu dicatat bahwa distribusi ukuran dan spektrum penyerapan yang diperoleh di bawah energi terakumulasi yang lebih tinggi sangat berbeda dari yang diperoleh di bawah kondisi energi yang lebih rendah (Gambar 2e–h). Secara khusus, ukuran nanoparticle memiliki distribusi Gaussian dengan rata-rata 100 nm untuk semua nilai daya laser, sementara spektrum penyerapan hanya memiliki satu puncak pada panjang gelombang sekitar 550 nm. Gambar 3 dan 4 menunjukkan morfologi pemerahan permukaan Ag50Cu50 yang diproses dengan daya laser dan kecepatan pemindaian yang berbeda pada laju pengulangan masing-masing 300 kHz dan 100 kHz. Membandingkan spektrum penyerapan yang ditunjukkan pada Gambar 2h, q, masing-masing, dengan Ag murni [16] dan Cu [13], puncak penyerapan dalam kedua spektrum berada di antara Ag murni dan Cu. Untuk spektrum yang ditunjukkan pada Gambar 2h, untuk akumulasi energi rendah, puncak penyerapan pada sekitar 500 nm disebabkan oleh nanoparticle Ag80Cu20 yang lebih besar, sementara pada panjang gelombang yang lebih tinggi sebesar 700 nm terkait dengan nanoparticle Ag60Cu40 yang lebih kecil. (Catatan: komposisi kimia dari berbagai NP terdaftar dalam Tabel 1). Dengan kata lain, konsentrasi Ag yang lebih tinggi menghasilkan pergeseran biru pada puncak penyerapan menuju panjang gelombang yang lebih kecil. Untuk spektrum yang ditunjukkan pada Gambar 2q, yang sesuai dengan akumulasi energi tinggi, puncak penyerapan tunggal pada panjang gelombang sekitar 550 nm juga terkait dengan nanoparticle dengan komposisi Ag60Cu40 (lihat Tabel 1). Menurut [27], bentuk nanoparticle memiliki efek yang signifikan pada posisi puncak penyerapan. Misalnya, puncak penyerapan nanoparticle Ag murni dengan ukuran 80 nm terletak dekat 500 nm untuk bentuk bola, tetapi bergeser ke 650 nm untuk bentuk partikel oblat [28]. Dengan mempertimbangkan pergeseran biru yang disebabkan oleh pengurangan ukuran partikel dan pergeseran merah yang disebabkan oleh kandungan Cu yang lebih tinggi serta efek bentuk, dapat disimpulkan bahwa puncak penyerapan yang diamati pada Gambar 2h pada sekitar 700 nm adalah hasil dari nanoparticle Ag60Cu40 berbentuk beras yang lebih kecil dengan diameter 50 nm. Secara keseluruhan, hasil menunjukkan bahwa bentuk beras dari nanoparticle Ag60Cu40 yang lebih kecil yang dihasilkan dalam sampel 300-kHz memicu pergeseran merah pada puncak penyerapan dari 550 ke 700 nm, sementara puncak penyerapan yang disebabkan oleh nanoparticle Ag80Cu20 berbentuk setengah bola yang lebih besar tetap berada di sekitar 500 nm.
Morfologi permukaan film Ag50Cu50 yang telah mengalami pemerahan yang diproses menggunakan laju pengulangan yang sama (300 kHz), tetapi kecepatan pemindaian dan daya yang berbeda. Semua skala bar sama dengan 1 μm
Morfologi permukaan film Ag50Cu50 yang telah mengalami pemerahan yang diproses menggunakan laju pengulangan yang sama (100 kHz), tetapi kecepatan pemindaian dan daya yang berbeda. Semua skala bar sama dengan 1 μm
Analisis TEM penampang lintang rinci dilakukan untuk menentukan mikrostruktur dan komposisi elemen yang tepat dari berbagai nanoparticle yang terbentuk dalam sampel 300-kHz. Gambar 5a, b menunjukkan citra bidang terang dan citra HAADF-STEM dari struktur pemerahan nanoparticle yang besar, masing-masing. Pola difraksi yang ditampilkan pada inset Gambar 5a menunjukkan bahwa nanoparticle memiliki struktur amorf sebagai hasil dari laju pendinginan yang cepat yang diinduksi dalam proses pemerahan. Struktur serupa juga diamati untuk nanoparticle yang lebih kecil yang dihasilkan di bawah kondisi pemerahan yang sama (Gambar 5e). Namun, membandingkan citra yang ditampilkan pada Gambar 5e, f) dengan yang pada Gambar 5a, b, masing-masing, terlihat bahwa nanoparticle yang lebih kecil memiliki bentuk seperti beras, sementara nanoparticle yang lebih besar memiliki bentuk setengah bola. Mengamati hasil analisis EDS yang ditampilkan pada Gambar 5c, d, g, h, ditemukan bahwa, terlepas dari ukuran nanoparticle, elemen Ag dan Cu terdistribusi merata di seluruh struktur nanoparticle tanpa pemisahan fase yang jelas di antara mereka. Gambar 6 dan 7 menunjukkan pemetaan EDS rinci dari nanoparticle besar dan kecil, masing-masing. Terlihat bahwa kedua nanoparticle mengandung jumlah kecil Pt, Si dan O. Namun, secara luas, nanoparticle besar memiliki komposisi Ag80Cu20, sementara nanoparticle kecil memiliki komposisi Ag60Cu40 (lihat juga Tabel 1).
Hasil analisis TEM untuk nanoparticle yang telah mengalami pemerahan 6 W–300 kHz–400 mm/s. a Citra bidang terang dari nanoparticle yang lebih besar dan b citra HAADF-STEM yang sesuai. Hasil pemetaan EDS untuk c Ag dan d Cu. e Citra bidang terang dari nanoparticle berbentuk beras yang lebih kecil dan f citra HAADF-STEM yang sesuai. Hasil pemetaan EDS untuk g Ag dan h Cu
a Citra HAADF STEM dari nanoparticle yang telah mengalami pemerahan 6 W–300 kHz–400 mm/s yang besar dan b–f hasil pemetaan EDS yang sesuai. (Catatan: nanoparticle memiliki komposisi Ag80Cu20.)
a Citra HAADF STEM dari nanoparticle yang telah mengalami pemerahan 6 W–300 kHz–400 mm/s yang kecil dan b–f hasil pemetaan EDS yang sesuai. (Catatan: nanoparticle memiliki komposisi Ag60Cu40.)
Membandingkan distribusi ukuran dan komposisi kimia dari nanoparticle yang terbentuk dalam sampel 300-kHz dan 100-kHz, masing-masing, terlihat bahwa penggunaan laju pengulangan yang lebih rendah (yaitu, energi terakumulasi yang lebih tinggi [13]) menyebabkan distribusi ukuran mendekati distribusi Gaussian dan nanoparticle memiliki konsentrasi Ag60Cu40 yang seragam. Sebaliknya, untuk laju pengulangan yang lebih tinggi (yaitu, energi terakumulasi yang lebih rendah), nanoparticle memiliki dua ukuran yang berbeda (50 nm dan 200 nm) dan dua komposisi yang berbeda, yaitu Ag60Cu40 dan Ag80Cu20, masing-masing. Secara menarik, komposisi Ag60Cu40 terletak pada titik eutektik dalam sistem biner Ag–Cu [29]. Secara keseluruhan, hasil menunjukkan bahwa untuk energi terakumulasi yang lebih tinggi, laju difusi atom ditingkatkan, sehingga menghasilkan distribusi elemen komposisi yang lebih merata selama proses pemerahan. Selain itu, sepertinya komposisi menyesuaikan dirinya sendiri sepanjang garis cair dan bergerak menuju titik eutektik dengan terjadinya difusi yang cukup. Akibatnya, seluruh permukaan yang mengalami pemerahan ditutupi oleh nanoparticle Ag60Cu40 dengan distribusi ukuran Gaussian. Selain itu, struktur kristal FCC yang lemah yang diamati dalam nanoparticle dapat disebabkan oleh laju pendinginan yang lebih rendah yang terkait dengan energi terakumulasi yang lebih tinggi. Untuk sampel 300-kHz, energi terakumulasi berkurang, yang tidak cukup untuk memicu pemerahan film yang lengkap. Oleh karena itu, terjadi pemboran parsial dan penurunan film, yang menghasilkan pembentukan nanoparticle yang lebih besar bersama dengan filamen logam cair yang tidak stabil, yang kemudian berubah menjadi nanoparticle yang lebih kecil [30]. Dengan kata lain, nanoparticle yang lebih besar mengalami laju pendinginan yang lebih cepat dan oleh karena itu mempertahankan ukuran aslinya, sementara filamen cair mengalami laju pendinginan yang lebih lambat dan terpisah menjadi nanoparticle yang lebih kecil di bawah efek pendinginan termal. Akibatnya, film akhir yang mengalami pemerahan berisi nanoparticle besar dengan komposisi Ag80Cu20 yang terkait dengan laju pendinginan yang lebih cepat dan nanoparticle kecil dengan komposisi Ag60Cu40 yang terkait dengan laju pendinginan yang lebih rendah.
Menurut literatur [31], tembaga memiliki viskositas yang lebih rendah dibandingkan perak. Oleh karena itu, selama proses pemerahan, atom tembaga berdifusi lebih cepat dan lebih mudah daripada atom perak. Bukti yang jelas adalah wilayah di dekat nanoparticle menunjukkan lebih banyak Cu tetapi lebih sedikit Ag seperti yang ditampilkan dalam hasil pemetaan EDS HAADF-STEM tersebut, yang mengindikasikan kehilangan Cu “dalam nanoparticle”. Akibatnya, wilayah konsentrasi perak sementara yang tinggi (Ag80Cu20) terbentuk dalam nanoparticle. Perlu dicatat bahwa peran difusi (bukan penguapan) dalam memicu kehilangan Cu dalam nanoparticle didukung oleh titik didih tembaga yang relatif lebih tinggi (2562 °C) dibandingkan perak (2162 °C), yang mengindikasikan bahwa kehilangan Cu tidak mungkin merupakan hasil penguapan. Meskipun demikian, meskipun laju difusi umumnya rendah, beberapa wilayah film yang mengalami pemerahan masih mengalami difusi yang cukup, dan oleh karena itu nanoparticle berbentuk beras kecil dengan komposisi Ag60Cu40 terbentuk.
Gambar 8 menunjukkan hasil analisis TEM penampang lintang untuk nanoparticle dalam sampel 100-kHz. Citra bidang terang yang ditampilkan pada Gambar 8a menunjukkan bahwa nanoparticle juga memiliki bentuk setengah bola. Namun, pola difraksi pada Gambar 8b menunjukkan bahwa mereka memiliki struktur FCC. Meskipun demikian, sebagian besar wilayah dalam nanoparticle memiliki mikrostruktur amorf. Seperti yang dijelaskan di atas, ini dapat disebabkan oleh laju pendinginan yang cepat selama proses pemerahan. Namun, laju pendinginan untuk film yang diproses dengan laju pengulangan 100 kHz lebih rendah daripada film yang diproses dengan laju pengulangan 300 kHz, dan oleh karena itu nanoparticle memiliki struktur kristal yang lemah, seperti yang dibuktikan dengan perbandingan pola difraksi pada Gambar 8b dengan yang pada inset Gambar 5a. Meskipun demikian, citra difraksi balutan konvergen yang ditampilkan pada Gambar 8d mengonfirmasi bahwa nanoparticle dalam sampel 100-kHz memiliki struktur FCC. Citra HAADF-STEM (Gambar 9a) dan hasil pemetaan EDS yang sesuai (Gambar 9b–f) menunjukkan bahwa elemen Ag dan Cu terdistribusi seragam di seluruh nanoparticle berbentuk setengah bola tanpa pemisahan fase yang signifikan. Selain itu, komposisi nanoparticle sekitar Ag60Cu40, seperti yang ditampilkan dalam Tabel 1.
a Citra bidang terang dan b pola difraksi yang sesuai serta c citra bidang gelap dari nanoparticle yang telah mengalami pemerahan 6 W–100 kHz–400 mm/s. d Pola difraksi balutan konvergen yang menunjukkan struktur FCC
a Citra HAADF STEM dari nanoparticle yang telah mengalami pemerahan 6 W–100 kHz–400 mm/s dan b–f hasil pemetaan EDS yang sesuai
Secara teoretis, dua puncak penyerapan dalam spektrum sampel 300-kHz adalah hasil dari resonansi plasmon dipol dan kuadrupol, seperti yang telah dilaporkan sebelumnya dalam literatur untuk nanoparticle besar dengan ukuran 140 nm [28]. Oleh karena itu, Gambar 10 menyajikan pemeriksaan yang lebih luas (300–1000 nm) dari spektrum penyerapan dalam sampel 300-kHz dan 100-kHz. Perlu dicatat bahwa puncak penyerapan yang khas untuk resonansi plasmon kuadrupol Ag pada 300–400 nm tidak ada pada kedua spektrum. Karena nanoparticle dalam kedua sampel cukup besar untuk mendukung resonansi plasmon kuadrupol [32], kehadiran puncak tersebut yang tidak ada mengindikasikan bahwa spektrum penyerapan puncak ganda yang diamati untuk sampel 300-kHz adalah hasil dari efek distribusi ukuran, bentuk nanoparticle, dan komposisi nanoparticle, bukan resonansi plasmon kuadrupol.
Pemeriksaan yang lebih luas dari spektrum penyerapan dari 300 hingga 1000 nm dalam sampel 300-kHz dan 100-kHz
Kesimpulan
Studi ini telah menyelidiki efek energi terakumulasi yang diinduksi oleh berbagai laju pengulangan terhadap morfologi pemerahan film tipis Ag50Cu50. Hasil menunjukkan bahwa dengan penggunaan laju pengulangan yang lebih rendah, laju difusi atom selama proses pemerahan meningkat. Nanopartikel yang dihasilkan memiliki distribusi komposisi seragam Ag60Cu40, diameter rata-rata 100 nm, dan panjang gelombang puncak absorbansi 550 nm. Sebaliknya, untuk laju pengulangan yang lebih tinggi, laju difusi atom ditekan. Oleh karena itu, struktur pemerahan berisi dua jenis nanoparticle yang berbeda, yaitu nanoparticle setengah bola besar dengan komposisi Ag80Cu20 dan nanoparticle berbentuk beras kecil dengan komposisi Ag60Cu40. Spektrum penyerapan yang sesuai berisi dua puncak pada panjang gelombang 500 nm dan 700 nm, masing-masing. Dengan demikian, diduga bahwa konsentrasi Ag yang lebih tinggi dalam nanoparticle menghasilkan pergeseran biru pada puncak spektrum penyerapan, sementara bentuk beras nanoparticle menyebabkan pergeseran merah pada puncak spektrum penyerapan.
Ketersediaan Data dan Bahan
Dataset yang digunakan dan/atau dianalisis selama studi saat ini tersedia dari penulis yang sesuai atas permintaan yang wajar.
