Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10889/8935
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisorΚουρής, Στυλιανός-
dc.contributor.authorΚακκαβά, Ειρήνη-
dc.contributor.otherKakkava, Eirini-
dc.date.accessioned2015-11-09T10:05:12Z-
dc.date.available2015-11-09T10:05:12Z-
dc.date.copyright2015-07-31-
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/10889/8935-
dc.description.abstractΜε την εφεύρεση των λέιζερ άνοιξε ο δρόμος για μία σειρά εφαρμογών σε διάφορους τομείς από τη Φυσική, τη Χημεία, τη Βιολογία μέχρι την Ιατρική. Ο όρος λέιζερ προέρχεται από το αγγλικό ακρωνύμιο Laser: (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) που αποδίδεται στα ελληνικά ως ενίσχυση φωτός με εξαναγκασμένη εκπομπή ακτινοβολίας. Οι θεωρητικές βάσεις για την ανάπτυξη των λέιζερ εισήχθησαν από τον Albert Einstein το 1917, ο οποίος πρώτος πρότεινε την διαδικασία της εξαναγκασμένης εκπομπής. Σύμφωνα με τον A. Einstein εκτός από την απορρόφηση και την αυθόρμητη εκπομπή, τα ηλεκτρόνια μπορούσαν να εξαναγκασθούν να εκπέμψουν φως συγκεκριμένου μήκους κύματος. Στα πλαίσια της παρούσας ερευνητικής εργασίας χρησιμοποιήθηκαν δύο από τις πολλές εφαρμογές που προσφέρουν τα λέιζερ: η παραγωγή νανοσωματιδίων μέσω εστίασης της δέσμης του λέιζερ σε ένα υλικό με την τεχνική Laser Ablation και η μελέτη των μη γραμμικών οπτικών ιδιοτήτων των υλικών αυτών μέσω της πειραματικής τεχνικής Ζ-scan. Η διαδικασία Laser Ablation προέρχεται από την λατινική λέξη “ablatio” που σημαίνει μετακίνηση. Η εφαρμογή της ακτινοβολίας των λέιζερ για την αποδόμηση υλικών από διάφορους στόχους ξεκινά από την εμφάνιση του λέιζερ στις αρχές της δεκαετίας του ’60 με το Ruby λέιζερ και συνάντησε μεγάλη άνοδο με την εξέλιξη των λέιζερ. Ειδικότερα, η αποδόμηση μέσω παλμικού λέιζερ (Pulsed Laser Ablation), προσέλκυσε και προσελκύει ακόμη μεγάλο ενδιαφέρον χάρη στης μεγάλες δυνατότητες που προσφέρει στη δημιουργία υλικών μέσω των λέιζερ, όπως η κατασκευή λεπτών υμενίων, η ανάπτυξη νανοκρυστάλλων, ο επιφανειακός καθαρισμός, η δημιουργία υλικών κατάλληλων για την ανάπτυξη μικροηλεκτρονικών συσκευών κ.α. Πέρα από τις σημαντικές της εφαρμογές η μέθοδος αυτή έχει ένα βασικό πλεονέκτημα το οποίο και έχει στρέψει σε αυτή μεγάλο ερευνητικό ενδιαφέρον, δεν απαιτεί ιδιαίτερες συνθήκες προκειμένου να πραγματοποιηθεί. Έτσι, μπορεί να λειτουργήσει σε ένα θάλαμο κενού ή θάλαμο παρουσία κάποιου αερίου αλλά και σε υγρό περιβάλλον, γεγονός που μειώνει τη δυσκολία των πειραμάτων αλλά και το κόστος τους. Ως μη γραμμική οπτική αναφέρεται ο κλάδος της οπτικής ο οποίος μελετά την αλληλεπίδραση της ύλης με ισχυρά ηλεκτρομαγνητικά πεδία και τις μεταβολές που επέρχονται στις οπτικές της ιδιότητες. Η μελέτη των μη γραμμικών οπτικών ιδιοτήτων των υλικών ξεκίνησε με την εφεύρεση των λέιζερ και οδήγησε στην παρατήρηση νέων φαινομένων. Η διερεύνηση αυτών των φαινομένων οδηγεί στην κατανόηση της δομής του υλικού και των μηχανισμών που λαμβάνουν χώρα κατά τη διάρκεια αυτών των αλληλεπιδράσεων. Σκοπός της παρούσας ερευνητικής εργασίας είναι η παραγωγή διαφόρων συστημάτων μεταλλικών νανοσωματιδίων σε διάφορα διαλύτες με την τεχνική Laser Ablation και ο χαρακτηρισμός τους ως προς τις μη γραμμικές οπτικές τους ιδιότητες για διάφορες συνθήκες διέγερσης. Τα μεταλλικά νανοσωματίδια παρουσιάζουν μεγάλο ενδιαφέρον ως προς τις οπτικές τους ιδιότητες λόγω της έντονης κορυφής που εμφανίζεται στο φάσμα απορρόφησής τους και ονομάζεται κορυφή συντονισμού του επιφανειακού πλασμονίου, η οποία επηρεάζει σημαντικά και τη μη γραμμική οπτική τους απόκριση. Στο 1ο Κεφάλαιο της εργασίας αυτής αναφέρονται κάποια βασικά θεωρητικά στοιχεία που αφορούν την σύνθεση νανοδομών μέσω αποδόμησης με ακτινοβολία λέιζερ (Laser Ablation) ενώ το 2ο Κεφάλαιο περιλαμβάνει τις βασικές έννοιες της θεωρίας της μη γραμμικής οπτικής. Στη συνέχεια στο Κεφάλαιο 3 περιγράφονται αναλυτικά οι πειραματικές διατάξεις που χρησιμοποιήθηκαν τόσο για τη σύνθεση όσο και για τη μελέτη των μη γραμμικών οπτικών ιδιοτήτων των διαφόρων υλικών. Το 4ο Κεφάλαιο της εργασίας περιλαμβάνει τα πειραματικά αποτελέσματα που προέκυψαν από μια σειρά πειραμάτων για τα διάφορα συστήματα υλικών που συντέθηκαν. Τέλος, το Κεφάλαιο 5 συνοψίζει τα βασικά συμπεράσματα που προέκυψαν στα πλαίσια της παρούσας μελέτης.el
dc.language.isogrel
dc.rights0el
dc.subjectΜη γραμμική οπτικήel
dc.subject.ddc620.5el
dc.titleΠαραγωγή και χαρακτηρισμός μεταλλικών νανοσωματιδίων με τη μέθοδο laser ablation και μελέτη των μη γραμμικών οπτικών ιδιοτήτων τουςel
dc.title.alternativePreparation and characterization of metal nanoparticles by laser ablation and investigation of their nonlinear optical propertiesel
dc.typeThesisel
dc.contributor.committeeΚουρής, Στυλιανός-
dc.contributor.committeeΒάινος, Νικόλαος-
dc.contributor.committeeΓεωργάς, Αναστάσιος-
dc.description.translatedabstractIn 1960, Maiman constructed the first functional laser at Hughes Research Laboratories, based on the theory developed by Albert Einstein concerning the stimulated emission in 1917. From then on, lasers have been widely used in a range of science and technological fields as for example in Physics, Biology, Medicine, Electronics etc. Among the wide variety of applications that lasers can find, the laser-assisted fabrication of functional materials and the investigation of their nonlinear optical properties are undoubtedly some of the most significant applications. During the present work the Laser Ablation (LA) technique has been used for the preparation of metal nanoparticles in liquid environments, while their nonlinear optical response has been studied by means of Z-scan technique. Nanoparticles (NPs) of noble metals belong to the most extensively studied colloidal system in the field of nanoscience and nanotechnology. Because of their surface plasmon resonance, such particles show extremely interesting optical properties. The designation Laser Ablation comes from the latin word “ablatio” which means decomposition. Laser Ablation is the explosive dissociation of materials after laser irradiation and it is associated with the ejection of materials species (electrons, ions, atoms, clusters, etc.) from the solid (or liquid) surface induced by the interaction of short (∼10−13 s to 10−8 s) and intense (∼106 to 1014 W/cm2) laser pulses with the material. The LA has attracted intensive attention since then, because of its great potential in laser-based material processing including thin solid film preparation,nanocrystal growth, surface cleaning, and microelectronic device fabrication. This technique has demonstrated the following advantages: (i) “green” synthesis as no toxic chemical compounds are needed, (ii) simple experimental configuration and (iii) low cost and fast preparation of nanostructures in efficient amounts. Nonlinear optics is the field of Optics which studies the phenomena that occur as a consequence of the modification of the optical properties of a material system by the presence of intense light radiation. The investigation of the nonlinear optical response of different kind of materials can provide valuable information not only for the studied material itself but also about the nature of laser-mater interaction mechanisms. In Chapter 1 the fundamental aspects of Laser Ablation are being described. The next chapter (Chapter 2) refers to the basic elements of the theory of Nonlinear Optics. Moreover, the experimental configurations, that were demonstrated in order to prepare the metal nanoparticles and investigate their nonlinear optical response, are presented in Chapter 3. Then, in Chapter 4, the experimental results are discussed, including details concerning the morphological characteristics of the nanoparticles prepared by the Laser Ablation technique. Additionally, in the same chapter the nonlinear optical properties of the nanoparticle based system, which have been investigated under different experimental conditions, are analytically presented. Finally, the last chapter (Chapter 5) summarizes the most valuable findings of the present Thesis.el
dc.subject.alternativeLaser ablationel
dc.subject.alternativeNonlinear opticsel
dc.degreeΜεταπτυχιακή Εργασίαel
Appears in Collections:Τμήμα Φυσικής (ΜΔΕ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Master Thesis E.Kakkava.pdf4.64 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.