Получение и исследование стабильно люминесцирующих наночастиц кремния тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.21, кандидат физико-математических наук Владимиров, Алексей Геннадьевич

• Владимиров, Алексей Геннадьевич
• кандидат физико-математических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Владимиров, Алексей Геннадьевич

Оглавление.

Список использованных сокращений.

Введение.

Глава 1. Обзор литературы.

1.1 Кремниевые наноструктуры и их люминесцентные свойства.

1.2 Методы получения люминесцирующих наночастиц кремния.

1.2.1 Методы получения наночастиц «сверху вниз».

1.2.2 Методы получения наночастиц «снизу вверх».

1.3 Композитные и многофункциональные наночастицы на основе кремния.

1.4 Выводы к Главе 1.

Глава 2. Методика эксперимента.

2.1 Реакция пиролиза моносилана.

2.2 Экспериментальная установка.

2.3 Влияние параметров пиролиза и состава газовой смеси на размер и структуру получаемых наночастиц.

2.3.1 Влияние мощности лазерного излучения на размеры и кристаллическую стрктуру наночастиц.

2.3.2 Влияние нагрева газовой смеси на размеры наночастиц.

2.3.3 Получение композитных БьЫ, БьС и ЭкВ наночастиц.

2.4 Выводы к Главе 2.

Глава 3. Методы исследования полученных наночастиц.

3.1 Просвечивающая электронная микроскопия.

3.2 Динамическое рассеяние света.

3.3 Фурье ИК-спектроскопия.

3.4 Спектроскопия люминесценции.

3.5 Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия.

3.6 Комбинационное рассеяние света.

3.7 Подготовка образцов.

3.8 Выводы к Главе 3.

Глава 4. Модификация поверхности наночастиц кремния и ее влияние на их люминесцентные свойства.

4.1 Люминесценция наночастиц кремния.

4.2 Естественное окисление наночастиц кремния на воздухе.

4.3 Травление наночастиц кремния в парах кислот НР+Н1чЮз.

4.4 Травление наночастиц кремния в растворах.

4.4.1 Травление наночастиц кремния в растворе СНзОН + Ш7 + НЖ)з

4.4.2 Травление наночастиц кремния в растворе СН3ОН + Ш7 + БеСЬ

4.4.3 Люминесценция композитных 8¡-К наночастиц после травления в растворе СН3ОН + № + НШ3.

4.4.4 Квантовый выход люминесценции наночастиц, обработанных раствором СН3ОН + Ш + БеСЬ.

4.5 Стабильность люминесценции наночастиц кремния.

4.6 Магнитный момент наночастиц кремния после травления в растворе

СН3ОН + НР + БеСЬ.

4.7 Выводы к Главе 4.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Получение и исследование стабильно люминесцирующих наночастиц кремния»

Нанотехнология является наиболее перспективным направлением в развитии современной науки. Наноматериалы стали причиной настоящего прорыва в различных отраслях и проникают во все сферы нашей жизни. Широкое развитие получили исследования процессов формирования полупроводниковых наноструктур.

Переход от макроскопических образцов к наноразмерным коренным образом меняет структурные и оптические свойства материалов. Так, при уменьшении размеров до нескольких нанометров значительную роль в физических свойствах начинает играть квантово-размерный эффект, что в совокупности с широкими возможностями изменения состояния поверхности позволяет сильно изменять свойства нанообъектов в зависимости от их размера и состояния поверхности.

Одним из наиболее активно используемых материалов является кремний, самый распространенный на земле элемент и основа современной микроэлектроники и компьютерной техники.

Существует много методов получения наночастиц кремния, среди которых измельчение монокристаллического кремния, абляция монокристаллического кремния импульсным излучением лазера, травление кремниевой пластины с последующим диспергированием, отжиг БЮг с последующим диспергированием, испарение, химические методы, термический и лазерный пиролиз силана.

Монокристаллический кремний является непрямозонным полупроводником и не люминесцирует в видимой области спектра при нормальных условиях. Кремний начинает люминесцировать в видимом и ближнем ИК-диапазоне спектра при соблюдении двух условий - размер наночастицы должен быть менее 8 нм для проявления квантово-размерного эффекта и должны отсутствовать оборванные связи на поверхности для снятия безызлучательной рекомбинации возбуждения.

Благодаря своим люминесцентным свойствам наноразмерный кремний является одним из кандидатов на использование в качестве излучателя при производстве дисплеев и в оптоэлектронике. Перспективно использование наночастиц кремния и в качестве оптических маркеров в медицине и биологии при диагностике и возможной терапии онкологических заболеваний. Исследования в этой области были направлены, в основном, в сторону имеющихся люминесцирующих квантовых точек полупроводников А В , таких как Сё8, Сё8е, СёТе и ZnS. Но эти материалы дороги в производстве и токсичны. Кремний же является биосовместимым материалом с возможностью дешевого получения в достаточных количествах.

На сегодняшний день существует проблема получения стабильных наночастиц кремния, люминесцирующих с высоким квантовым выходом. Для применения в медицине и биологии необходимо, чтобы наночастицы сохраняли свои люминесцентные свойства достаточно длительное время в различных биологических растворителях, в первую очередь физиологическом растворе и крови. Для стабилизации поверхности полученных люминесцентных наночастиц применяются различные методики. В основном используется покрытие наночастиц органическими комплексами, такими как -СООН, и полимерами, например декстраном.

В диссертации представлен процесс получения люминесцирующих наночастиц кремния при лазерно-стимулированном пиролизе моносилана и дальнейшей химической обработке. Получены наночастицы, стабильно люминесцирующие в широком диапазоне длин волн. Исследованы оптические и структурные свойства наночастиц, полученных таким способом. Продемонстрирована возможность получения композитных наночастиц на основе кремния, содержащих нитрид, карбид и барид кремния, при пиролизе смесей газов с добавлением аммиака, метана и трихлорида бора соответственно.

Основной целью работы являлось получение стабильно люминесцирующих наночастиц кремния с высоким квантовым выходом в реакции лазерного пиролиза, изучение их состава, структуры и оптических свойств.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

1. Изучение процесса получения наночастиц кремния и композитных наночастиц на его основе ^-С, 8ь1Ч, БьВ) при лазерно-стимулированном пиролизе моносилана и других газов. Исследование влияния параметров реакции на физические и структурные свойства получаемых наночастиц для синтеза наночастиц с заданными свойствами.

2. Разработка методов химической обработки наночастиц кремния для достижения стабильной люминесценции с высоким квантовым выходом. Исследование влияния физических факторов (размер, состояние поверхности) на эффективность и спектр люминесценции наночастиц кремния.

3. Исследование стабильности люминесценции наночастиц кремния в биологических средах (воде, метаноле, физиологическом растворе и крови) для применения в медицине и биологии.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Метод лазерно-стимулированного пиролиза моносилана, модифицированный предварительным нагревом газовой смеси, и установка, реализующая метод. Модификация метода при одинаковой скорости потока газов ведет к уменьшению среднего размера синтезируемых наночастиц до 5 нм в диаметре, что достигается за счет увеличения количества возбужденных молекул моносилана в зоне реакции пиролиза.

2. Композитные кремний-борные наночастицы с процентным соотношением кремний/бор 40/60 ат.% получены при лазерно-стимулированном пиролизе смеси газов БПгЦ+ВСЬ.

3. Методика получения люминесцирующих наночастиц кремния, включающая предварительную пассивацию свежеполученных наночастиц моносиланом и тетрафторидом кремния и химическую обработку наночастиц растворами СНзОН+НГчГОз+НР и СНзОН+РеОз+НТ7. Методика обеспечивает стабильную в различных растворителях (воде, метаноле, физиологическом растворе и крови) люминесценцию наночастиц кремния в видимом диапазоне спектра с квантовым выходом до 17% и характерным временем ослабления люминесценции до 147 суток при хранении в водном растворе.

4. Сдвиг максимума спектра люминесценции наночастиц кремния, пассивированных кислородом и группами -ОН в красную область по сравнению с пассивацией поверхности наночастиц водородом.

Заключение диссертации по теме «Лазерная физика», Владимиров, Алексей Геннадьевич

Основные результаты и выводы диссертации:

1. Усовершенствован метод лазерно-стимулированного пиролиза моносилана путем предварительного нагрева рабочего газа, позволяющего уменьшить средний размер получаемых наночастиц, и модифицирования поверхности наночастиц тетрафторидом кремния или моносиланом для увеличения эффективности химической обработки и улучшения люминесцентных свойств наночастиц.

2. Создана установка для получения наночастиц кремния и композитных наночастиц, основанная на усовершенствованном методе. Установка позволяет варьировать основные параметры реакции пиролиза для получения наночастиц с заданными размерами, химическим составом, кристалличностью.

3. Проведен синтез наночастиц при различных режимах реакции пиролиза и получено более 50 образцов нанокремния и композитных 8ьС, БьК и 8ьВ наночастиц. Кремний-борные наночастицы в реакции лазерно-стимулированного пиролиза были получены впервые. Наночастицы имеют шарообразную форму и кристаллическую структуру, свойственную кремнию. Средний диаметр наночастиц составляет 5-50 нм, в зависимости от параметров реакции, таких как мощность излучения СС^-лазера, скорости потоков газов и давление в рабочей камере.

4. Полученные наночастицы кремния исследовались структурными и спектроскопическими методами.

5. Разработана методика химической обработки наночастиц кремния для получения люминесценции в видимом диапазоне спектра. При травлении в парах смеси НМЭз+РО7 и обработке растворами СНзОН+РПЧОз+НР и СНзОН+РеСЛз+РП7 получены наночастицы кремния, люминесцирующие в сухом виде, в водном и метанольном коллоиде, физиологическом растворе (0,9% ЫаС1) и крови. Характерное время ослабления люминесценции наночастиц кремния после травления в растворе СНзОН+НТчЮз+НР составляет147 суток.

6. Проведены исследования влияния различной пассивации поверхности наночастиц на их люминесцентные свойства. Для одинаковых по размеру наночастиц пассивация поверхности водородом сдвигает спектр люминесценции в синюю область по сравнению с пассивацией группами -ОН и кислородом.

Благодарности

Автор выражает благодарность научному руководителю Пустовому Владимиру Ивановичу, сотрудникам ЦЕНИ ИОФ РАН Новикову Юрию Алексеевичу, Коровину Сергею Брисовичу, Ельцову Константину Николаевичу, Андрюшечкину Борису Владимировичу, Образцовой Елене Дмитриевне, Рябовой Анастасии, Чернову Александру, Карпо Алексею и Суркову Андрею Анатольевичу за помощь в проведении экспериментов, советы и поддержку.

Заключение

В диссертации изложены модифицированный метод получения наночастиц кремния при лазерно-стимулированном пиролизе моносилана и результаты исследования оптических и структурных свойств наночастиц. Описаны методики химической обработки поверхности наночастиц, позволяющие получать из не люминесцирующего нанокремния люминесцирующий с помощью уменьшения среднего размера наночастиц в образце и специальной пассивации поверхности.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Владимиров, Алексей Геннадьевич, 2012 год

1. L.T. Canham, «Silicon quantum wire array fabrication by electrochemical and chemical dissolution of wafers», Appl. Phys. Lett. 57 (1990), pp. 1046-1048.

2. M. Nirmal and L. Brus, «Luminescence Photophysics in Semiconductor Nanocrystals», Acc. Chem. Res. 32 (1999), pp. 407-414.

3. Y.H. Xie, W.L. Wilson, F.M. Ross, J.A. Mucha, E.A. Fitzgerald, J.M. Macaulay and T.D. Harris, «Luminescence and structural study of porous silicon films», J. Appl. Phys. 71 (1992), pp. 2403-2407.

4. B.H. Бондарев, П.В. Пнхица, «Кинетика люминесценции пористого кремния: флуктуационный подход», Физика твердого тела 43 (2001), сс. 2142-2146.

5. J. von Behren, Т. van Buuren, М. Zachariaa, Е.Н. Chimowitz and P.M. Fauchet, «Quantum confinement in nanoscale silicon: The correlation of size with bandgap and luminescence», Solid State Commun. 105(1998), pp 317-322.

6. M. Nayfeh, O. Akcakir, J. Therrien, Z. Yamani, N. Barry, W. Yu and E. Gratton, «Highly nonlinear photoluminescence threshold in porous silicon», Appl. Phys. Lett. 75 (1999), pp. 4112-4114.

7. M.D. Mason, G.M. Credo, K.D. Weston and S.K. Buratto, «Luminescence of Individual Porous Si Chromophores», Phys. Rev. Lett. 80(1998), pp. 5405-5408.

8. X. Wang, R.Q. Zhang, S.T. Lee, Th. Frauenheim and T.A. Niehaus, «Anomalous size dependence of the luminescence in reconstructed silicon nanoparticles», Appl. Phys. Lett. 93 (2008), p. 243120.

9. X. Wang, R.Q. Zhang, S.T. Lee, T.A. Niehaus, Th. Frauenheim, «Unusual size dependence of the optical emission gap in small hydrogenated silicon nanoparticles», Appl. Phys. Lett. 90 (2007), p. 123116.

10. H. Yorikawa, S. Muramatsu, «Logarithmic normal distribution of particle size from a luminescence line-shape analysis in porous silicon», Appl Phys. Lett. 71 (1997), pp. 644-646.

11. Z. Zhou, L. Brus and R. Friesner, «Electronic structure and luminescence of 1.1- and 1.4-nm silicon nanocrystals: oxide shell versus hydrogen passivation», Nano Lett. 3 (2003), pp. 163-167.

12. A. Puzder, A.J. Williamson, J.C. Grossman and G. Galli, «Surface control of optical properties in silicon nanoclusters», J. Chem. Phys. 117 (2002), pp. 6721-6729.

13. I. Vasiliev, J.R. Chelikowsky and R.M. Martin, «Surface oxidation effects on the optical properties of silicon nanocrystals», Phys. Rev. В 65 (2002), p. 121302(R).

14. П.М. Томчук, Д.Б. Данько, О.Э. Кияев, «О механизме люминесценции кремниевых наноструктур», Физика твердого тела 42 (2000), сс. 1964-1968.

15. А.Е. Галашев, И. А. Измоденов, А.Н. Новрузов, О.А. Новрузова, «Компьютерное изучение физических свойств наноразмерных кремниевых структур», Физика и техника полупроводников 41 (2007), сс. 196-202.

16. Q.S. Li, R.Q. Zhang, S.T. Lee, Т.A. Niehaus and Th. Frauenheim, «Amine-capped silicon quantum dots», Appl. Phys. Lett. 92(2008), p. 053107.

17. L. Brus, « Luminescence of Silicon Materials: Chains, Sheets, Nanocrystals, Nanowires, Microcrystals, and Porous Silicon», J. Phys. Chem. 98 (1994), pp. 3515-3581.

18. A.G. Cullis, L.T. Canham and P.D.J. Calcott «The structural and luminescence properties of porous silicon», J. Appl. Phys. 82 (1997), pp. 909-965.

19. P. Bettotti, M. Cazzanelli, L. Dal Negro, B. Danese, Z. Gaburro,

20. C.J. Oton, G.V. Prakash and L. Pavesi, «Silicon nanostructures for photonics», J. Phys.: Condens. Matter. 14 (2002), pp. 8253-8281.

21. M.T. Swihart, «Vapor-phase synthesis of nanoparticles», Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 8 (2003), pp. 127-133.

22. L.T. Canham, «Gaining light from silicon», Nature 408 (2000), pp. 411-412.

23. D. Kovalev, H. Heckler, G. Polisski, J. Diener and F. Koch, «Optical properties of silicon nanocrystals», Opt. Mater. 17 (2001), pp. 35-40.

24. J.G.C. Veinot, «Synthesis, surface functionalization, and properties of freestanding silicon nanocrystals», Chem. Commun. 2006, pp. 41604168.

25. Y.K. Xu and S. Adachi, «Properties of light-emitting porous silicon photoetched in aqueous HF/FeCb solution», J. Appl. Phys. 101 (2007), p. 103509.

26. О.Ю. Шевченко, Д.Н. Горячев, JT.B. Беляков, О.М. Сресели, «Оптические свойства нанопористого кремния, пассивированного железом», Физика и техника полупроводников 44 (2010), сс. 669-673.

27. X.J. Li, D.L. Zhu, Q.W. Chen and Y.H. Zhang, «Strong- and nondegrading-luminescent porous silicon prepared by hydrothermal etching», Appl. Phys. Lett. 74 (1999), pp. 389-391.

28. Y.H. Zhang, X.J. Li, L. Zheng, Q.W. Chen, «Nondegrading Photoluminescence in Porous Silicon», Phys. Rev. Lett. 81 (1998), pp. 1710-1713.

29. J.W. Aptekar, M.C. Cassidy, A.C. Johnson, R.A. Barton, M. Lee, A.C. Ogier, C. Vo, M.N. Anahtar, Y. Ren, S.N. Bhatia, C. Ramanathan,

30. D.G. Cory, A.L. Hill, R.W. Mair, M.S. Rosen, R.L. Walsworth and C.M. Marcus, «Silicon Nanoparticles as Hyperpolarized Magnetic Resonance Imaging Agents», ACS Nano 3 (2009), pp. 4003^1008.

31. S.I. Dolgaev, A.V. Simakin, V.V. Voronov, G.A. Shafeev, F. Bozon-Verduraz, «Nanoparticles produced by laser ablation of solids in liquid environment» Appl. Surf. Sci. 186 (2002), pp. 546-551.

32. L. Patrone, D. Nelson, V.I. Safarov, S. Giorgio, M. Sentis, W. Marine, «Synthesis and properties of Si and Ge nanoclusters produced by pulsed laser ablation», Appl Phys. A 69 Suppl. (1999), pp. S217-S221.

33. L. Patrone, D. Nelson, V.I. Safarov, M. Sentis, W. Marine, S. Giorgio, «Photoluminescence of silicon nanoclusters with reduced size dispersion produced by laser ablation», J. Appl. Phys. 87 (2000), pp. 3829-3837.

34. V. Svrcek, D. Mariotti and M. Kondo, «Ambient-stable blue luminescent silicon nanocrystals prepared by nanosecond-pulsed laser ablation in water», Optics Express 17 (2009), pp. 520-527.

35. V. Svrcek, T. Sasaki, Y. Shimizu and N. Koshizaki, «Blue luminescent silicon nanocrystals prepared by ns pulsed laser ablation in water», Appl. Phys. Lett. 89 (2006), p. 213113.

36. M.F. Jarrold and E.C. Honea, «Dissociation of Large Silicon Clusters: The Approach to Bulk Behavior», J. Phys. Chem. 95 (1991), pp. 9181-9185.

37. E.V. Rogozhina, D.A. Eckhoff, E. Gratton and P.V. Braun, «Carboxyl functionalization of ultrasmall luminescent silicon nanoparticles through thermal hydrosilylation», J. Mater. Chem. 16 (2006), pp. 1421-1430.

38. J. Valenta, A. Fucikova, I. Pelant, K. Kusova, K. Dohnalova, A. Aleknavicius, O. Cibulka, A. Fojtik and G. Kada, «On the origin of thefast photoluminescence band in small silicon nanoparticles», New J. Phys. 10 (2008), p. 073022.

39. K. Dohnalova, K. Zidek, L. Ondic, K. Kusova, O. Cibulka and I. Pelant, «Optical gain at the F-band of oxidized silicon nanocrystals», J. Phys. D: Appl. Phys. 42 (2009), p. 135102.

40. G. Belomoin, J. Therrien, A. Smith, S. Rao, R. Twesten, S. Chaieb, M.H. Nayfeh, L. Wagner and L. Mitas, «Observation of a magic discrete family of ultrabright Si nanoparticles», Appl. Phys. Lett. 80 (2002), pp. 841-843.

41. M.H. Nayfeh, O. Akcakir, G. Belomoin, N. Barry, J. Therrien and E. Gratton, «Second harmonic generation in microcrystallite films of ultrasmall Si nanoparticles», Appl Phys. Lett. 77 (2000), pp. 4086-4088.

42. M.H. Nayfeh, N. Barry, J. Therrien, O. Akcakir, E. Gratton and G. Belomoin, «Stimulated blue emission in reconstituted films of ultrasmall silicon nanoparticles», Appl. Phys. Lett. 78 (2001), pp. 11311133.

43. M.H. Nayfeh, S.R. Habbal, S. Rao, «Crystalline Si Nanoparticles as Carriers of the Blue Luminescence in the Red Rectangle Nebula», Astrophys. J. 621 (2005), pp. L121-L124.

44. S. Rao, J. Sutin, R. Clegg, E. Gratton, M.H. Nayfeh, S. Habbal, A. Tsolakidis and R.M. Martin, «Excited states of tetrahedral single-core Si29 nanoparticles», Phys. Rev. B 69 (2004), p. 205319.

45. A. Smith, Z.H. Yamani, N. Roberts, J. Turner, S.R. Habbal, S. Granick and M.H. Nayfeh, «Observation of strong direct-like oscillator strength in the photoluminescence of Si nanoparticles», Phys. Rev. B 72 (2005), p. 205307.

46. O. Akcakir, J. Therrien, G. Belomoin, N. Barry, J.D. Muller, E. Gratton and M. Nayfeh, «Detection of luminescent single ultrasmall silicon nanoparticles using fluctuation correlation spectroscopy», Appl. Phys. Lett. 76 (2000), pp. 1857-1859.

47. M.J.L. Portoles, F.R. Nieto, D.B. Soria, J.I. Amalvy, P.J. Peruzzo, D.O. Martire, M. Kotler, O. Holub and M.C. Gonzalez, «Photophysical Properties of Blue-Emitting Silicon Nanoparticles», J. Phys. Chem. С 113 (2009), pp. 13694-13702.

48. M.V. Wolkin, J. Jorne, P.M. Fauchet, G. Allan, C. Delerue, «Electronic States and Luminescence in Porous Silicon Quantum Dots: The Role of Oxygen», Phys. Rev. Lett. 82 (1999), pp. 197-200.

49. J. Park, L. Gu, G. von Maltzahn, E. Ruoslahti, S.N. Bhatia, M.J. Sailor, «Biodegradable luminescent porous silicon nanoparticles for in vivo applications», Nature Mater. 8 (2009), pp. 331-336.

50. M.L. Brongersma, P.G. Kik, A. Polman, K.S. Min and H.A. Atwater, «Size-dependent electron-hole exchange interaction in Si nanocrystals», Appl. Phys. Lett. 76 (2000), pp. 351-353.

51. K.S. Min, K.V. Shcheglov, C.M. Yang, H.A. Atwater, M.L. Brongersma and A. Polman, «Defect-related versus excitonic visible light emission from ion beam synthesized Si nanocrystals in SKIb», Appl. Phys. Lett. 69 (1996), pp. 2033-2035.

52. И.З. Индутный, E.B. Михайловская, П.Е. Шепелявый, В.А. Данько, «Видимая фотолюминесценция селективно травленных пористых nc-Si-SiOx структур», Физика и техника полупроводников 44 (2010), сс. 218-222.

53. F. Iacona, G. Franzo and С. Spinella, «Correlation between luminescence and structural properties of Si nanocrystals», J. Appl. Phys. 87 (2000), pp. 1295-1303.

54. S. Liu, S. Sato and K. Kimura, «Synthesis of Luminescent Silicon Nanopowders Redispersible to Various Solvents», Langmuir 21 (2005), pp. 6324-6329.

55. S. Sato and M.T. Swihart, «Prop ionic-Ac id-Terminated Silicon Nanoparticles: Synthesis and Optical Characterization», Chem. Mater. 182006), pp. 4083-4088.

56. I. Sychugov, R. Juhasz, J. Linnros, J. Valenta, «Luminescence blinking of a Si quantum dot in a Si02 shell», Phys. Rev. В 71 (2005), p. 115331.

57. D. Nesheva, C. Raptis, A. Perakis, I. Bineva, Z. Aneva, Z. Levi, S. Alexandrava, H. Hofmeister, « Raman scattering and photoluminescence from Si nanoparticles in annealed SiOx thin films», J. Appl. Phys. 92 (2002), pp. 4678-4683.

58. E.H. Вандышев, A.M. Гилинский, T.C. Шамирзаев, K.C. Журавлев, «Фотолюминесценция кремниевых нанокристаллов под действием электрического поля», Физика и техника полупроводников 39 (2005), сс. 1365-1369.

59. А.А. Ежевский, М.Ю. Лебедев, С.В. Морозов, «Фотолюминесценция нанокристаллического кремния, полученного методом имплантации ионов инертных газов», Физика твердого тела 47 (2005), сс. 22-25.

60. X. Zhang, D. Neiner, S. Wang, A.Y. Louie and S.M. Kauzlarich, «А new solution route to hydrogen-terminated silicon nanoparticles: synthesis, functionalization and water stability», Nanotechnology 182007), p. 095601.

61. D.S. English, L.E. Pell, Z. Yu, P.F. Barbara, B.A. Korgel, «Size Tunable Visible Luminescence from Individual Organic Monolayer Stabilized Silicon Nanocrystal Quantum Dots», Nano Lett. 2 (2002), pp 681-685.

62. J.D. Holmes, K.J. Ziegler, R.C. Doty, L.E. Pell, K.P. Johnston and B.A. Korgel, «Highly Luminescent Silicon Nanocrystals with Discrete Optical Transitions», J. Am. Chem. Soc. 123 (2001), pp. 3743-3748.

63. W.L. Wilson, P.F. Szajowski, L.E. Brus, «Quantum Confinement in Size-Selected, Surface-Oxidized Silicon Nanocrystals», Science 262 (1993), pp. 1242-1244.

64. Басов Н.Г., Маркин Е.П., Ораевский A.H., Панкратов А.В., Скачков А.Н., «Стимулирование химических процессов инфракрасным лазерным излучением», Письма в ЖЭТФ 14 (1971), сс. 251-253.

65. J.S. Haggerty and W.R. Cannon, Laser Induced Chemical Processes ed J.J. Steinfeld (New York: Plenum) 1981, p. 165.

66. E. Borsella, S. Botti, L. Caneve, L.D. Dominic is and R. Fantoni, «IR multiple-photon excitation of polyatomic molecules: a route towards nanostructures», Phys. Scr. 78 (2008), p. 058112.

67. M. Snels, R. Larciprete, R. Fantoni,E. Borsella and A. Giardini-Guidoni, «Multiple-photon excitation spectra of SiH4 measured in the 10 \im range by a continuously tunable C02 laser», Chem. Phys. Lett. 122 (1985), pp. 480-488.

68. R. D'Amato, M. Falconieri, M. Carpanese, F. Fabbri, E. Borsella, «Strong luminescence emission enhancement by wet oxidation of pyrolytic silicon nanopowders», Appl. Surf. Sci. 253 (2007), pp. 78797883.

69. S. Botti, R. Coppola, F. Gourbilleau, R. Rizk, «Photoluminescence from silicon nano-particles synthesized by laser-induced decomposition of silane», J. Appl. Phys. 88 (2000), pp. 3396-3401.

70. H.H. Кононов, Г.П. Кузьмин, A.H. Орлов, A.A. Сурков, О.В. Тихоневич, «Оптические и электрические свойства тонких пластин, изготовленных из нанокристаллических порошков кремния», Физика и техника полупроводников 39 (2005), сс. 868-873.

71. J. Martin, F. Cichos, F. Huisken and C. von Borczyskowski, «Electron-Phonon Coupling and Localization of Excitons in Single Silicon Nanocrystals», Nano Lett. 8 (2008), pp. 656-660.

72. M. Ehbrecht and F. Huisken, «Gas-phase characterization of silicon nanoclusters produced by laser pyrolysis of silane», Phys. Rev. B 59 (1999), pp. 2975-2985.

73. M.A. Laguna, V. Paillard, B. Kohn, M. Ehbrecht, F. Huisken, G. Ledoux, R. Papoular, H. Hofmeister, «Optical properties of nanocrystalline silicon thin philms produced by size-selected cluster beam deposition» JOL 80 (1999), pp. 223-228.

74. F. Huisken, H. Hofmeister, B. Kohn, M.A. Laguna, V. Paillard, «Laser production and deposition of light-emitting silicon nanoparticles», Appl. Surf. Sci. 154-155 (2000), pp. 305-313.

75. G. Ledoux, J. Gong, F. Huisken, O. Guillois and C. Reynaud, «Photoluminescence of size-separated silicon nanocrystals: Confirmation of quantum confinement», Appl. Phys. Lett. 80 (2002), pp. 4834-4836.

76. F. Huisken, D. Amans, G. Ledoux, H. Hofmeister, F. Cichos and J. Martin, «Nanostructuration with visible-light-emitting silicon nanocrystals», New J. Phys. 5 (2003), pp. 10.1-10.10.

77. H. Hofmeister, F. Huisken, B. Kohn, «Lattice contraction in nanosized silicon particles produced by laser pyrolysis of silane», Eur. Phys. J.D 9 (1999), pp. 137-140.

78. M. Ehbrecht, B. Kohn, F. Huisken, M.A. Laguna and V. Paillard, «Photoluminescence and resonant Raman spectra of silicon films produced by size-selected cluster beam deposition», Phys. Rev. B 56 (1997), pp. 6958-6964.

79. G. Ledoux, J. Gong and F. Huisken, «Effect of passivation and aging on the photo luminescence of silicon nanocrystals», Appl. Phys. Lett. 79 (2001), pp. 4028-4030.

80. G. Ledoux, O. Guillois, D. Porterat, C. Reynaud, F. Huisken,

81. B. Kohn, V. Paillard, «Photoluminescence properties of silicon nanocrystals as a function of their size», Phys. Rev. B 62 (2000), p. 15942.

82. F. Huisken, G. Ledoux, O. Guillois and C. Reynaud, «Light-Emitting Silicon Nanocrystals from Laser Pyrolysis», Adv. Mater. 14 (2002), pp. 1861-1865.

83. C. Delerue, G. Allan and M. Lannoo, «Theoretical aspects of the luminescence of porous silicon», Phys. Rev. B 48 (1993), p. 11024.

84. A. Colder, F. Huisken, E. Trave, G. Ledoux, O. Guillois,

85. C. Reynaud, H. Hofmeister and E. Pippel, «Strong visible photoluminescence from hollow silica nanoparticles», Nanotechnology 15 (2004), pp. L1-L4.

86. Y. Kanemitsu, T. Ogawa, K. Shiraishi and K. Takeda «Visible photoluminescence from oxidized Si nanometer-sized spheres: Exciton confinement on a spherical shell», Phys. Rev. B 48 (1993), pp. 48834886.

87. F. Hua, M.T. Swihart and E. Ruckenstein, «Efficient Surface Grafting of Luminescent Silicon Quantum Dots by Photoinitiated Hydrosilylation», Langmuir 21 (2005), pp. 6054-6062.

88. F. Hua, F. Erogbogbo, M.T. Swihart and E. Ruckenstein, «Organically Capped Silicon Nanoparticles with Blue Photoluminescence Prepared by Hydrosilylation Followed by Oxidation», Langmuir 22 (2006) pp. 4363-4370.

89. F. Erogbogbo, K.T. Yong, I. Roy, G. Xu, P.N. Prasad and M.T. Swihart, «Biocompatible luminescent silicon quantum dots for imaging of cancer cells», ACS Nano 2 (2008), pp. 873-878.

90. X. Li, Y. He, S.S. Talukdar and M.T. Swihart, «Process for Preparing Macroscopic Quantities of Brightly Photoluminescent Silicon Nanoparticles with Emission Spanning the Visible Spectrum», Langmuir 19 (2003), pp. 8490-8496.

91. X. Li, Y. He and M.T. Swihart, «Surface Functionalization of Silicon Nanoparticles Produced by Laser-Driven Pyrolysis of Silane followed by HF-HNO3 Etching», Langmuir 20 (2004), pp. 4720-4727.

92. L. Mangolini, E. Thimsen and U. Kortshagen, «High-Yield Synthesis of Luminescent Silicon Quantum Dots in a Continuous Flow Non-thermal Plasma Reactor», Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 862 (2005), p. A4.3.1.

93. L. Mangolini, E. Thimsen and U. Kortshagen, «High-Yield Plasma Synthesis of Luminescent Silicon Nanocrystals», Nano Lett. 5 (2005), pp. 655-659.

94. R. Anthony and U. Kortshagen, «Photoluminescence quantum yields of amorphous and crystalline silicon nanoparticles», Phys. Rev. B 80 (2009), p. 115407.

95. D. Jurbergs, E. Rogojina, L. Mangolini, U. Kortshagen, «Silicon nanocrystals with ensemble quantum yields exceeding 60%», Appl. Phys. Lett. 88 (2006), p. 233116.

96. R.M. Sankaran, D. Holunga, R.C. Flagan and K.P. Giapis, «Synthesis of Blue Luminescent Si Nanoparticles Using Atmospheric-Pressure Microdischarges», Nano Lett. 5 (2005), pp. 537-541.

97. W.R. Cannon, S.C. Danforth, J.H. Flint, J.S. Haggerty, R.A. Marra, «Sinterable Ceramic Powders From Laser-Driven Reactions: I, Process Description and Modeling», J. Am. Ceram. Soc. 65 (1982), pp. 324-330.

98. W.R. Cannon, S.C. Danforth, J.H. Flint, J.S. Haggerty, R.A. Marra, «Sinterable Ceramic Powders From Laser-Driven Reactions: II, Powder

99. Characteristics and Process Variables», J. Am. Ceram. Soc. 65 (1982), pp. 330-335.

100. R.F. Barth, J.A. Coderre, M. Graca, H. Vicente and Т.Е. Blue, «Boron Neutron Capture Therapy of Cancer: Current Status and Future Prospects», Clin. Cancer Res. 11 (2005), pp. 3987-4002.

101. Накамото К., «ИК-спектры и спектры КР неорганических и координационных соединений», М., 1991, 536 с.

102. М.Т. Swihart and S.L. Girshick, «Thermochemistry and Kinetics of Silicon Hydride Cluster Formation during Thermal Decomposition of Silane», J. Phys. Chem. В 103 (1999), pp. 64-76.

103. V.M. Gordienko, E.O. Danilov, V.T. Platonenko and V.A. Slobodanyuk, «Multiphoton excitation and dissociation of ethylene by intense 10 цт picosecond pulses», J. Mol. Struct. 349 (1995), pp. 219222.

104. W. Ren, D.F. Davidson, R.K. Hanson, «IR Laser Absorption Diagnostic for C2H4 in Shock Tube Kinetics Studies» Int. J. Chem. Kinet. 44 (2012), pp. 423-432.

105. A. Vladimirov, S. Korovin, A. Surkov, E. Kelm and V. Pustovoy, «Synthesis of Luminescent Si Nanoparticles Using the Laser-Induced Pyrolysis» Las. Phys. 21 (2011), pp. 830-835.

106. H.B. Карлов, Ю.Н. Петров, A.M. Прохоров, O.M. Стельмах, «Диссоциация молекул трихлорида бора излучением ССЬ-лазера», Письма в ЖЭТФ 11 (1970) сс. 220-222.

107. В. Беклемышев, В. Пустовой, С. Коровин, А. Владимиров, У.Мауджери, «Получение содержащих бор-кремний наночастиц», Наноиндустрия 5 (2011), сс. 44-45.

108. A. Karpo, S. Korovin, A. Orlov and V. Pustovoy, «Dynamic Light Scattering by Charged Silicon Nanoparticles in Colloid», Las. Phys. 19 (2009), pp. 1377-1381.

109. T.R. Hart, R.L. Aggarwal, B. Lax, «Temperature Dependence of Raman Scattering in Silicon», Phys. Rev. В 1 (1970), pp. 638-642.

110. T. Matsumoto, A.I. Belogorokhov, L.I. Belogorokhova, Y. Masumoto and E.A. Zhukov, «The effect of deuterium on the optical properties of free-standing porous silicon layers», Nanotechnology 11 (2000), pp. 340-347.

111. A. Vladimirov, S. Korovin, A. Surkov, E. Kelm, V. Pustovoy, «Tunable Luminescence of Silicon Nanoparticles», AIP Conf. Proc. 1275 (2010), pp. 58-62.

112. M. Nikolaeva, M. Sendova-Vassileva, D. Dimova-Malinovska, D.Karpuzou, J.C. Pivin, G. Beshkou, «Iron silicide formed in a-Si:Fe thin films by magnetron co-sputtering and ion implantation», Vacuum 69 (2002), pp. 221-225.

113. E. Kelm, S. Korovin, V. Pustovoy, A. Surkov and A. Vladimirov, «Luminescent silicon nanoparticles with magnetic properties production and investigation», Appl. Phys. В 105 (2011), pp. 599-606.

114. B.A. Гриценко, «Строение и электронная структура аморфных диэлектриков в кремниевых МДП структурах», Новосибирск, Наука, 1993, 280 с.