Processes of Precursor Synthesis for the Production of CuAlO₂ Type Nanoceramics Under the Influence of Double Laser Pulses on AD1 and M2 Alloys in the Air Atmosphere

The influence of energy and pulse interval, the number of double laser pulses on the purposeful formation of the component and charge composition of laser plasma by laser spark spectrometry (LSS-1 spectrometer) has been studied. The processes of formation of mixed nanopowders of copper and aluminum oxides, precursors for the irradiation of nanoceramics and films of CuAlO₂-type copper aluminates under the influence of double laser pulses on a hybrid target consisting of glued aluminum and copper plates made of AD1 and M2 alloys were studied. It is shown that the sequential effect of a series of double laser pulses with the energy of 53 mJ and between the pulse interval of 10 microseconds on a hybrid target makes it possible to obtain precursors for the production of nanoceramics and nanofilms of CuAlO₂-type copper aluminates. To obtain the products formed by the interaction of aluminum and copper ions with oxygen in the air, a closed glass bux was used, where the target was placed. The size of the primary particles, estimated using high-resolution electron microscopy, was mainly from 30 to 45 nm, the particles were collected in agglomerates. The particles have a crystalline structure and a spherical shape. The size and number of fractal aggregates deposited on the substrate placed at the bottom of the cuvette is several times higher than the number of products deposited on the side substrate due to the purely diffusion mechanism of fractal transfer. The main contribution to the change in the intensity of the spectral lines of atoms and ions of Al, Cu, and molecular bands of AlO is made by the interaction of the second pulse with condensation products formed in the channel after the first pulse exposure. With an increase in the number of long-lived fractal aggregates in the air, the intensity of molecular bands and lines of Al III decreases by about 1.5 times, and copper by almost two times, which is associated with the active interaction of long-lived large fractals accumulating in the air with incident radiation.

1. Р. А. Андриевский, А. В. Рагуля. Наноструктурные материалы, уч. пособие, Москва, Академия (2005)

2. А. И. Гусев. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии, Москва, Физматлит (2007)

3. Ю. И. Петров. Физика малых частиц, Москва, Наука (1982)

4. С. П. Бардаханов, А. И. Корчагин, Н. К. Куксанов. Докл. АН, 409, № 3 (2006) 320—323

5. В. В. Осипов, О. М. Саматов, М. Г. Иванов, В. В. Платонов, А. М. Мурзакаев. ЖТФ, 74, № 3 (2004) 72—77

6. М. Г. Иванов, Ю. А. Котов, В. П. Комаров, О. М. Саматов, А. В. Сухов. Фотоника, № 3 (2009) 18—20

7. С. В. Заботнов, А. А. Ежов, Л. А. Головань, М. А. Ластовкина, В. И. Панов, В. Ю. Тимошенко, П. К. Кашкаров. ФТП, 41, № 8 (2007) 1017—1020

8. Б. И. Степанов. Докл. АН БССР, V, № 12 (1961) 541—544

9. Б. И. Степанов, В. П. Грибковский. Изв. АН СССР, XXIV, № 5 (1960) 534—538

10. H. Kawazoe, M. Yasukawa, H. Hyodo, M. Kurita, H. Yanagi, H. Hosono. Nature, 389 (1997) 939—942

11. N. Benreguia, A. Barnabe, M. Trar. J. Sol-Gel, Sci. Technol., 75, N 3 (2015) 670—679

12. В. А. Кульбачинский, В. Г. Кытин, Д. Ю. Кондратьева, А. Н. Григорьев, А. А. Каменев, В. А. Амеличев, И. Е. Корсаков. Междунар. журн. прикл. и фундамент. исследований, № 1-2 (2017) 223—227

13. J. Tate, H. L Ju, J. C. Moon, A. Zakutayev, A. P. Richard, J. Russell, D. H. McIntyre. Phys. Rev. B, 80, N 16 (2009) 65206

14. O. J. Dur'a, R. Boada, A. Rivera-Calzada, C. Le'on, E. Bauer, M. A. L'opez de la Torre, J. Chaboy. Phys. Rev. B, 83 (2011) 045202

15. R. D. Shannox, D. B. Rogers, C. T. Prewitt. Inorg. Chem., 10 (1971) 713—718

16. B. U. Kohler, M. Jansen. Z. Anorg. Allg. Chem. B, 543 (1986) 73—80

17. В. К. Гончаров, В. И. Карабань, В. А. Обромецкий. Квант. электрон., 15 (1986) 1235—1240

18. А. П. Менушенков, В. Н. Неволин, В. Н. Петровский. Физические основы лазерной техноло гии, уч. пособие, Москва, МИФИ (2010)

19. В. П. Вейко, Е. А. Шахно. Лазерные технологии в задачах и примерах, уч. пособие, СПб, СПб гос. ун-т информ. технол., механики и оптики (2014)

20. В. М. Самсонов, Н. Ю. Сдобняков. Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, № 2 (2004) 73—78

21. Н. Ю. Сдобняков, В. М. Самсонов, А. Н. Базулев, Д. А. Новожилова, Д. Н. Соколов. Вестн. Новгород. гос. ун-та имени Ярослава Мудрого. Сер. Тех. науки, № 5 (2017) 43—48

22. Н. А. Романов, А. В. Номоев, С. В. Калашников. Вестн. Бурятского гос. ун-та, № 3 (2013) 93—99

23. Н. Е. Каск, С. В. Мичурин, Г. М. Федоров. Квант. электрон., 33, № 1 (2003) 57—68

24. P. Jensen, A.-L. Barabási, H. Larralde, Sh. Havlin, H. E. Stanley. Phys. Rev. B, 50 (1994) 15316—15330

25. В. М. Юров, В. Ч. Лауринас, С. А. Гученко. Междунар. журн. прикл. и фундамент. исследований, № 1 (2019) 38—42

26. Y. J. Тwи, C. W. S. Conover, Y. А. Yang, L. A. Bloomjield. Phys. Rev. В, 42 (1990) 5306—5316

27. А. А. Лушников, А. В. Пахомов, Г. А. Черняев. ДАН СССР, 292 (1987) 86—88

28. Н. Е. Каск, Г. М. Федоров. Квант. электрон., 20, № 6 (1993) 527—528

29. А. А. Лушников, А. Е. Негин, А. В. Пахомов, Б. М. Смирнов. УФН, 161, № 2 (1991) 113—123

30. Б. М. Смирнов. УФН, 164, № 7 (1994) 665—703

31. Н. Е. Каск. Письма в ЖЭТФ, 60, № 3 (1994) 204—208

32. Х. Баззал, Н. А. Алексеенко, Е. С. Воропай, М. Н. Коваленко, Н. Х. Чинь, А. П. Зажогин. Журн. прикл. спектр., 88, № 1 (2021) 96—103 [Kh. Bazzal, N. A. Alekseenko, E. S. Voropay, M. N. Kovalenko, N. H. Trinh, A. P. Zazhogin. J. Appl. Spectr., 88 (2021) 85—91]

33. Х. Баззал, Е. С. Воропай, А. П. Зажогин, М. П. Патапович. Межвуз. сб. науч. тр. “Физикохимические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов”, вып. 11, Тверь (2019) 48—56

34. Х. Баззал, Н. А. Алексеенко, Е. С. Воропай, М. Н. Коваленко, М. П. Патапович, А. П. Зажогин. Журн. прикл. спектр., 88, № 2 (2021) 211—220 [Kh. Bazzal, N. A. Alekseenko, E. S. Voropay, M. N. Kovalenko, M. P. Patapovich, A. P. Zazhogin. J. Appl. Spectr., 88 (2021) 274—282]

35. С. М. Гарнов, В. И. Климентов, Т. В. Конов, С. В. Кононенко, Ф. Даусингер. Квант. электрон., 25, № 1 (1998) 45—48

36. Г. Е. Беляев, А. М. Величко, В. П. Дубенков, М. Н. Ларичев, А. И. Никитин, А. Е. Шейндлин, Е. И. Школьников, И. В. Янилкин. ТВТ, 50, вып. 6 (2012) 804—809