Altın Nanoparçacıkların Gözenekli Silisyumun Optik Özellikleri Üzerine Etkileri

Öz

Gözenekli Silisyum (PS), uygun maliyeti, üstün elektro-optik özellikleri sebebiyle son yıllarda sensör uygulamaları için ciddi araştırma konusu haline gelmiştir. Altın nanoparçacıklar görünür ve kızılötesi spektrumda gösterdiği mükemmel optik özellikleri sayesinde son yıllarda biyolojik ve kimyasal sensör uygulamalarında kullanılmaktadır. Bu çalışmada, altın nanoparçacıkların (AuNP) gözenekli Silisyumun optik özellikleri üzerine etkisi ve buna bağlı olarak nemlilik sensörü olarak kullanılabilirliği araştırılmıştır. Altın nanoparçacıkların lazer ablasyon yöntemiyle üretimi gerçekleştirilmiş, distile su içerisinde üretilen altın nanoparçacıklar, elektrokimyasal aşındırma yöntemiyle üretilen gözenekli silisyuma döndürmeli kaplama yöntemi ile kaplanmıştır. Elde edilen yapıların Fouirer Transform Infrared Spektrofotometre (FTIR) ve farklı nemlilik oranlarında foto-luminesans spektrumları incelenmiştir. AuNP’ların farklı nemlilik değerlerinde alınan foto-luminesans şiddetini arttırdığı gözlenmiştir. Elde edilen sonuçlar AuNP-PS yapıların nemlilik sensörü olarak kullanılabileceğini gösterilmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Altın Nanoparçacıklar,Foto-luminesans,Gözenekli Silisyum,Lazer Ablasyon,Nemlilik Sensörü

Kaynakça

1. Nayef U.M., Khudhair I.M., Kayahan E., 2017. Organic vapor sensor using photoluminescence of laser ablated gold nanoparticles on porous silicon. Optik, 144, 546-552.
2. Hosny M., Wissem D., Ikbel H., Hatem E., 2014. Influence of gold nanoparticle deposition on porous silicon properties. Sensors & Transducers, 27, 202-208.
3. Amran T., Hashim R., Al-Obaidi N., Yazid H., Adnan R., 2013. Optical absorption and photoluminescence studies of gold nanoparticles deposited on porous silicon. Nanoscale Research Letters, 8(35), 1-6.
4. Kayahan E., 2015. Porous silicon based humidity sensor. Acta Physica Polonica A, 127(4), 1397-1399.
5. Kayahan E., Ceylan N., Esmer K., 2008. Ag-metallization effects on optical and electrical properties of porous silicon. Applied Surface Science, 255, 2808-2812.
6. Kanungo J., 2010. Surface treatment of nanoporous silicon with noble metal ion and characterization. Applied Surface Science, 256, 4231-4240.
7. Woodruff J.H., Ratchford J.B., Goldthorpe I.A., McIntyre P.C., Chidsey C., 2007. Vertically oriented germanium nanowires grown from gold colloids on silicon substrates and subsequent gold removal. Nano Letters, 7, 1637-1642.
8. Asquini C.P., 2013. Laser induced breakdown spectroscopy (LIBS). Editors: Denker B., Shklovsky E., Handbook of Solid-State Lasers, 1st ed., Woodhead Publishing, Sawston, England.

9. Petersen S., Barcikowski S., 2009. Conjugation efficiency of laser-based bioconjugation of gold nanoparticles with nucleic acid. J. of Phys. Chem., 113, 19830-19835.
10. Akman E., 2012. Femtosaniye lazerle metalik nanoyapıların oluşturulması ve biyolojik uygulamalar. Doktora Tezi, Kocaeli Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kocaeli, Türkiye, 323163.
11. Xu X., Ryu J.W., Willis D.A., 1999. Pulsed laser machining of thin films for microsensor development. Laser Institute of America Conference Proceedings, 88, 160-166.
12. Demir P., 2014. Numerical and experimental investigation of interaction of nanosecond laser beam with metal materials. Doctoral Thesis, Kocaeli University Institute of Natural Sciences, Kocaeli, Turkey.
13. Naqavi I.Z., 2001. Conduction and non-conduction limited laser heating process-mathematical simulation. Master of Science Thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals, College of Graduate Studies, Dhahran, Saudi Arabia.
14. Miroshnikova N., Sjödahl M., Gren P., Sarady I., 2005. Percussion hole drilling of metals with a fourth-harmonic nd:yag laser studied by defocused laser speckle correlation. Appl. Opt., 44, 3403-3408.
15. Ameer-Beg S., Perrie W., Rathbone S., Wright J., Weaver W., Champoux H., 1998. Femtosecond laser microstructuring of materials. Appl. Surf. Sci., 127-129, 875-880.
16. Marcinkevicius A., Juodkazis S., Watanabe M., Miwa M., Matsuo S., Misawa H., Nishii J., 2001. Femtosecond laser-assisted three-dimensional microfabrication in silica. Opt. Lett., 26, 277-279.
17. Xu X., Ryu J.W., Willis D.A., 1999. Pulsed laser machining of thin films for microsensor development. Laser Institute of America Conference Proceedings, 88, 160-166.
18. Patel R.S., Redmond T.F., Tessler C., Tudryn D., Pulaski D., 1995. Laser via ablation technology for mcm-d fabrication at ibm microelectronics. Int. J. Microcirc. Electron. Packaging, 18, 266-273.
19. Yalukova O., Miroshnikova N., Gren P., Sarady I., Sjödahl M., 2005. Investigation of laser percussion hole drilling by use of speckle correlation. Appl.Opt., 44, 6338-6344.
20. Winefordner J.D., Gornushkin I.B., Pappas D., Matveev O.I., Smith B.W., 2000. Novel uses of lasers in atomic spectroscopy. J. Anal. At. Spectrom., 15, 1161-1189.
21. Becker M.F., Brock J.R., Cai H., Henneke D.E., Keto J.W., Lee J., Nichols W.T., Glicksman H.D., 1998. Metal nanoparticles generated by laser ablation. Nanostructured Mater., 10, 853-863.