1. Volume 3, Number 1, 2023
  2. НАНОКОМПОЗИТНІ МАТЕРІАЛИ НА ОСНОВІ ГРАФЕНУ, ОКСИДУ ГРАФЕНУ ТА НАНОЧАСТИНОК СРІБЛА

НАНОКОМПОЗИТНІ МАТЕРІАЛИ НА ОСНОВІ ГРАФЕНУ, ОКСИДУ ГРАФЕНУ ТА НАНОЧАСТИНОК СРІБЛА

ICTEE.
2023;
Випуск 3, Номер 1
: 163-169
https://doi.org/10.23939/ictee2023.01.163
Автори:
  1. І. Я. Яремчук
  2. Т. Булавінець
  3. P. Stakhira
  4. Pavlo Fitio
1
Національний університет «Львівська політехніка»
2
Національний університет «Львівська політехніка»
3
Lviv Polytechnik National University
4
Lviv Polytechnic National University

У роботі досліджено плазмонні характеристики нанокомпозитних матеріалів на основі графену, оксиду графену та наночастинок срібла. Розраховано ефективну діелектричну проникність та коефіцієнт поглинання нанокомпозитів на основі графен – срібло та оксид графену – срібло залежно від концентрації та розміру наночастинок. Зміна коефіцієнта заповнення наночастинок срібла на 5 % призводить до істотних змін як дійсної, так і уявної частин ефективної діелектричної проникності нанокомпозитного матеріалу. Яскраво виражений пік поглинання спостерігається у випадку композиту на основі графену з коефіцієнтом заповнення срібла 0,2. Водночас для композиту на основі оксиду графену пік поглинання можна ідентифікувати, якщо коефіцієнт заповнення срібла дорівнює  0,1. Максимальне поглинання спостерігається для нанокомпозитного матеріалу із включеннями радіусом 5 нм в обох випадках. Досліджувані нанокомпозитні матеріали можна успішно використовуватись для різних застосувань органічної електроніки

[1]     Álvarez-Rodríguez, P., García-Suárez, V. M. (2022). Effect of Impurity Adsorption on the Electronic and Transport Properties of Graphene Nanogaps. Materials, Vol. 15, No 2, p. 500.

[2]     Fumagalli, E., Raimondo, L., Silvestri, L., Moret, M., Sassella, A., & Campione, M. (2011). Oxidation dynamics of epitaxial rubrene ultrathin films. Chemistry of Materials, Vol. 23, No. 13, pp. 3246–3253.

[3]     Wang, S., Liu, C., & Li, Q. (2013). Impact of polymer flocculants on coagulation-microfiltration of surface water. Water research, Vol. 47, No. 13, pp. 4538–4546.

[4]     Omanović-Mikličanin, E., Badnjević, A., Kazlagić, A., & Hajlovac, M. (2020). Nanocomposites: A brief review. Health and Technology, Vol. 10, pp. 51–59.

[5]     Reyna, A. S., & de Araújo, C. B. (2017). High-order optical nonlinearities in plasmonic nanocomposites – a review. Advances in Optics and Photonics, Vol. 9, No. 4, pp. 720–774.

[6]     Papageorgiou, D. G., Kinloch, I. A., & Young, R. J. (2017). Mechanical properties of graphene and graphene-based nanocomposites. Progress in materials science, Vol. 90, pp. 75–127.

[7]     Manno, D., Torrisi, L., Silipigni, L., Buccolieri, A., Cutroneo, M., Torrisi, A., ... & Serra, A. (2022). From GO to rGO: An analysis of the progressive rippling induced by energetic ion irradiation. Applied Surface Science, Vol. 586, pp. 152789.

[8]     Singh, V., Joung, D., Zhai, L., Das, S., Khondaker, S. I., & Seal, S. (2011). Graphene-based materials: past, present, and future. Progress in materials science, Vol. 56, No. 8, pp. 1178–1271.

[9]     Shyamala, R., & Devi, L. G. (2020). Reduced graphene oxide/SnO2 nanocomposites for the photocatalytic degradation of rhodamine B: Preparation, characterization, photosensitization, vectorial charge transfer mechanism, and identification of reaction intermediates. Chemical Physics Letters, vol. 748, pp. 137385.

[10]  Iqbal, A. A., Sakib, N., Iqbal, A. P., & Nuruzzaman, D. M. (2020). Graphene-based nanocomposites and their fabrication, mechanical properties, and applications. Materialia, Vol. 12, pp. 100815.

[11]  Gong, S., Ni, H., Jiang, L., & Cheng, Q. (2017). Learning from nature: constructing high-performance graphene-based nanocomposites. Materials Today, Vol. 20, No. 4, pp. 210–219.

[12]  He, K., Zeng, Z., Chen, A., Zeng, G., Xiao, R., Xu, P., ... & Chen, G. (2018). Advancement of Ag­graphene-based nanocomposites: an overview of the synthesis and its applications. Small, Vol. 14, No. 32, pp. 1800871.

[13]  Giasafaki, D., Mitzithra, C., Belessi, V., Filippakopoulou, T., Koutsioukis, A., Georgakilas, V., ... & Steriotis, T. (2022). Graphene-Based Composites with Silver Nanowires for Electronic Applications. Nanomaterials, Vol. 12. No. 19, pp. 3443.

[14]  Ramalingam, G., Nagapandiselvi, P., Priya, A. K., & Rajendran, S. (2022). A review of graphene-based semiconductors for photocatalytic degradation of pollutants in wastewater. Chemosphere, pp. 134391.

[15]  Banerjee, S., Dionysiou, D. D., & Pillai, S. C. (2015). Self-cleaning applications of TiO2 by photo-induced hydrophilicity and photocatalysis. Applied Catalysis B: Environmental, Vol. 176, pp. 396–428.

[16]  Adam, R. E., Chalangar, E., Pirhashemi, M., Pozina, G., Liu, X., Palisaitis, J., ... & Nur, O. (2019). Graphene-based plasmonic nanocomposites for highly enhanced solar-driven photocatalytic activities. RSC advances, Vol. 9, No. 52, pp. 30585–30598.

[17]  Pryshchepa, O., Pomastowski, P., & Buszewski, B. (2020). Silver nanoparticles: Synthesis, investigation techniques, and properties. Advances in Colloid and Interface Science, Vol. 284, pp. 102246.

[18]   Sun, H., Ge, G., Zhu, J., Yan, H., Lu, Y., Wu, Y., ... & Luo, Y. (2015). High electrical conductivity of graphene-based transparent conductive films with silver nanocomposites. RSC Advances, Vol. 5, No. 130, pp. 108044–108049.

[19]  de Faria, A. F., Martinez, D. S. T., Meira, S. M. M., de Moraes, A. C. M., Brandelli, A., Souza Filho, A. G., & Alves, O. L. (2014). Anti-adhesion and antibacterial activity of silver nanoparticles supported on graphene oxide sheets. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, Vol. 113, pp. 115–124.

[20]  Al-Masoodi, A. H. H., Talik, N. A., Goh, B. T., Sarjidan, M. A. M., Al-Masoodi, A. H., & Abd Majid, W. H. (2021). Effect of silver nanoparticles deposited on indium tin oxide by plasma-assisted hot-filament evaporation on phosphorescent organic light-emitting diode performance. Applied Surface Science, Vol. 570, pp. 151280.

[21]   Triambulo, R. E., Cheong, H. G., & Park, J. W. (2014). All-solution-processed foldable transparent electrodes of Ag nanowire mesh and metal matrix films for flexible electronics. Organic Electronics, Vol. 15. No. 11, pp. 2685–2695.

[22]  Wang, Y., Li, H., Zhu, W., He, F., Huang, Y., Chong, R., ... & Fang, X. (2019). Plasmon-mediated nonradiative energy transfer from a conjugated polymer to a plane of graphene-nanodot-supported silver nanoparticles: an insight into the characteristic distance. Nanoscale, Vol. 11, No. 14, pp. 6737–6746.

[23]  Markel, V. A. (2016). Introduction to the Maxwell Garnett approximation: a tutorial. JOSA A, Vol. 33, No. 7, pp. 1244–1256.

[24]  Song, B., Gu, H., Zhu, S., Jiang, H., Chen, X., Zhang, C., & Liu, S. (2018). Broadband optical properties of graphene and HOPG investigated by spectroscopic Mueller matrix ellipsometry. Applied Surface Science, Vol. 439, pp. 1079–1087.

[25]  Schöche, S., Hong, N., Khorasaninejad, M., Ambrosio, A., Orabona, E., Maddalena, P., & Capasso, F. (2017). Optical properties of graphene oxide and reduced graphene oxide determined by spectroscopic ellipsometry. Applied Surface Science, Vol. 421, pp. 778–782.

[26]  Fitio, V., Yaremchuk, I., Vernyhor, O., & Bobitski, Y. (2020). Analytical expressions for spectral dependences of silver, gold, copper, and aluminum dielectric permittivity. Optica Applicata, Vol. 50, No. 2, pp. 171–184.