Фототермическая конверсия и лазерно-индуцированные трансформации в сплавных кремний-германиевых наночастицах

Сплавные наночастицы Si$_{1-x}$Ge$_x$ контролируемого состава были получены методом наносекундной лазерной абляции в изопропаноле кремний-германиевых мишеней. Синтезированный продукт демонстрирует поликристаллическую структуру и одномодальное распределение по размеру с преимущественным содержанием частиц микронного диаметра, а также сохраняет стехиометрию состава использованных для синтеза мишеней. Нано-термометрия с использованием регистрации и анализа сигнала комбинационного рассеяния света от единичных сплавных наночастиц размером около 200 нм демонстрирует трехкратно увеличенную (в сравнении с наночастицами чистого кремния) эффективность нагрева наноматериала с составом Si$_{0.45}$Ge$_{0.55}$ лазерным излучением с длиной волны 785 нм, попадающей в первое “окно прозрачности” биологических тканей. Стимулированные непрерывным инфракрасным излучением диффузия атомов кремния к поверхности (при нагреве на 650 К) и их оксидирование приводит к постепенной трансформации сплавных наночастиц в германиевые кластеры, инкапсулированные в SiO$_x$ матрицу.