Anomalous refinement and uniformization of grains in metallic thin films

去湿 材料科学 粒度 退火(玻璃) 奥斯特瓦尔德成熟 激光器 拉曼散射 金属 纳秒 薄膜 凝聚态物理 光学 纳米技术 复合材料 拉曼光谱 冶金 物理
作者
Lei Wang,S. Wang,Xiaofeng Wang,Jianming Zhang,Jianjie Dong,Bin Wei,Haiguang Yang,Zhongchang Wang,Ziyang Zhang,Chuan Fei Guo,Qian Liu
出处
期刊:Nano Research [Springer Nature]
卷期号:16 (12): 13358-13365
标识
DOI:10.1007/s12274-023-5902-9
摘要

Abstract When a laser beam writes on a metallic film, it usually coarsens and deuniformizes grains because of Ostwald ripening, similar to the case of annealing. Here we show an anomalous refinement effect of metal grains: A metallic silver film with large grains melts and breaks into uniform, close-packed, and ultrafine (∼ 10 nm) grains by laser direct writing with a nanoscale laser spot size and nanosecond pulse that causes localized heating and adaptive shock-cooling. This method exhibits high controllability in both grain size and uniformity, which lies in a linear relationship between the film thickness ( h ) and grain size ( D ), D ∝ h . The linear relationship is significantly different from the classical spinodal dewetting theory obeying a nonlinear relationship ( D ∝ h 5/3 ) in common laser heating. We also demonstrate the application of such a silver film with a grain size of ∼ 10.9 nm as a surface-enhanced Raman scattering chip, exhibiting superhigh spatial-uniformity and low detection limit down to 10 −15 M. This anomalous refinement effect is general and can be extended to many other metallic films.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
yao发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
义气紫安完成签到,获得积分10
2秒前
初七123发布了新的文献求助10
2秒前
可爱的函函应助诚c采纳,获得10
2秒前
2秒前
啊培发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
斯文败类应助春茶采纳,获得10
4秒前
5秒前
小猫咪发布了新的文献求助10
5秒前
毛毛毛发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
5秒前
6秒前
野烊发布了新的文献求助30
6秒前
尔作发布了新的文献求助10
6秒前
研友_8DWD3Z完成签到,获得积分10
6秒前
lee发布了新的文献求助10
7秒前
可爱的函函应助王韩采纳,获得10
8秒前
8秒前
木攸发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
10秒前
try发布了新的文献求助10
10秒前
大力的灵雁举报暴躁咩求助涉嫌违规
11秒前
11秒前
fsznc完成签到 ,获得积分0
11秒前
顾矜应助小七采纳,获得10
12秒前
12秒前
hqq发布了新的文献求助10
12秒前
思源应助鹿鹿采纳,获得10
12秒前
son发布了新的文献求助10
13秒前
传奇3应助静默采纳,获得10
13秒前
sxx发布了新的文献求助10
13秒前
wuhao发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
CHEN发布了新的文献求助10
14秒前
诚c发布了新的文献求助10
14秒前
读书人发布了新的文献求助10
15秒前
高分求助中
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 5000
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Propeller Design 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 1500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 纳米技术 化学工程 生物化学 物理 计算机科学 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 冶金 细胞生物学 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6011376
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7560434
关于积分的说明 16136728
捐赠科研通 5158063
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2762650
邀请新用户注册赠送积分活动 1741401
关于科研通互助平台的介绍 1633620