Annealing Effects on Structure and Optical Properties of Diamond-Like Carbon Films Containing Silver

Abstract

In the present study, diamond-like carbon films with embedded Ag nanoparticles (DLC:Ag) were deposited by reactive magnetron sputtering. Structure of the films was investigated by Raman scattering spectroscopy. Atomic force microscopy was used to define thickness of DLC:Ag films as well as to study the surface morphology and size distribution of Ag nanoparticles. Optical absorbance and reflectance spectra of the films were studied in the 180–1100-nm range. Air annealing effects on structure and optical properties of the DLC:Ag were investigated. Annealing temperatures were varied in the 180–400 °C range. Changes of size and shape of the Ag nanoclusters took place due to agglomeration. It was found that air annealing of DLC:Ag films can result in graphitization following destruction of the DLC matrix. Additional activation of surface-enhanced Raman scattering (SERS) effect in DLC:Ag films can be achieved by properly selecting annealing conditions. Annealing resulted in blueshift as well as significant narrowing of the plasmonic absorbance and reflectance peaks. Moreover, quadrupole surface plasmon resonance peaks appeared. Modeling of absorption spectra of the nanoclusters depending on the shape and surrounding media has been carried out.

Antimicrobial Properties of Diamond-Like Carbon/Silver Nanocomposite Thin Films Deposited on Textiles: Towards Smart Bandages

“…The larger silver content in the coatings matrix correlated with larger silver cluster diameter. This is in good agreement with our previous experiments, where we have performed deposition of DLC:Ag nanocomposites on silica substrates [29,30]. …”

Эллипсометрическое Исследование Тонкопленочных Структур Аморфного Гидрогенизированного Углерода И Наночастиц Золота

“…Подобные структуры могут использоваться в оптических сенсорах, широкополосных излучателях и в оптоэлектронных устройствах [1][2][3][4]. Плазмонные наночастицы Au и Ag встраивались в аморфную углеродную матрицу [5][6][7][8][9] и наносились на поверхность аморфных гидрогенизированных пленок (a-C : H) [10][11][12]. Настройка длины волны пика плазмонного резонанса в видимой области спектра, интенсивности и полуширины полосы плазмонного резонанса могут осуществляться путем изменения не только размера и формы металлических наночастиц, но также показателя преломления окружающей среды [13][14][15].…”

Термическая стабильность поверхностного плазмонного резонансного поглощения в нанокомпозитных пленках a-С:Н<Ag+TiО-=SUB=-2-=/SUB=->

“…В качестве диэлектрической матрицы для наночастиц серебра используют TiO 2 [7][8][9][10] , SiO 2 [11], Al 2 O 3 [12,13], ZrO 2 [14][15][16][17], DLC (алмазоподобный углерод) [18] и a-C : H [2]. Эти матрицы различаются оптической шириной запрещенной зоны, диэлектрической проницаемостью и механическими свойствами.…”

“…Для практического использования пленочных нанокомпозитов с наночастицами серебра важным фактором является термическая стабильность ППР [20][21][22][23]. Так, например, в работе [18] показано, что отжиг пленок Ag : DLC при температуре 400 • C приводит к уменьшению полуширины пика резонансного поглощения, голубому сдвигу ППР и появлению квадрупольного ППР. Наблюдаемые изменения связывают с коагуляцией наночастиц серебра и графитизацией матрицы DLC.…”