Swift Heavy Ion Shape Transformation of Au Nanocrystals Mediated by Molten Material Flow and Recrystallization

Leino, Aleksi A.; Pakarinen, Olli H.; Djurabekova, Flyura; Nordlund, K.; Kluth, Patrick; Ridgway, Mark C

doi:10.1080/21663831.2013.856816

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“…The simulations reproduce the core shell structure with strikingly similar dimensions. The core-shell track structure was pivotal in explaining a process by which metallic nanoparticles are elongated by swift heavy ion irradiation [51]. In amorphous Si and Ge, where ion tracks were inferred from macroscopic plastic deformation observed after high fluence swift heavy ion irradiation, SAXS measurements provided clear evidence for their existence and also revealed core shell track structures [4,58].…”

Section: Small-angle X-ray Scatteringmentioning

confidence: 98%

“…HRXRD can be employed to measure the strain in strainengineered materials for enhanced physical properties [46,47], and to examine correlation between strain/stress and disorder in materials subjected to ion irradiation [30,48]. SAXS allows characterization of density changes on the nanoscale associated with irradiation-induced microstructural transformations, such as formation of extended defect [50], modification of nanoparticle shape [49,51], and creation of ion tracks [23,52]. A brief description of both techniques is presented below, and some recent results are discussed to illustrate their analytical power.…”

Section: X-ray Based Techniquesmentioning

confidence: 99%

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Advanced techniques for characterization of ion beam modified materials

Zhang

Debelle

Boulle

et al. 2015

Current Opinion in Solid State and Materials Science

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Keywords:Rutherford backscattering spectrometry Raman spectroscopy X-ray diffraction Small-angle X-ray scattering Positron annihilation spectroscopy Ion beam modification a b s t r a c t Understanding the mechanisms of damage formation in materials irradiated with energetic ions is essential for the field of ion-beam materials modification and engineering. Utilizing incident ions, electrons, photons, and positrons, various analysis techniques, including Rutherford backscattering spectrometry (RBS), electron RBS, Raman spectroscopy, high-resolution X-ray diffraction, small-angle X-ray scattering, and positron annihilation spectroscopy, are routinely used or gaining increasing attention in characterizing ion beam modified materials. The distinctive information, recent developments, and some perspectives in these techniques are reviewed. Applications of these techniques are discussed to demonstrate their unique ability for studying ion-solid interactions and the corresponding radiation effects in modified depths ranging from a few nm to a few tens of lm, and to provide information on electronic and atomic structure of the materials, defect configuration and concentration, as well as phase stability, amorphization and recrystallization processes. Such knowledge contributes to our fundamental understanding over a wide range of extreme conditions essential for enhancing material performance and also for design and synthesis of new materials to address a broad variety of future energy applications.

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Section: Small-angle X-ray Scatteringmentioning

confidence: 98%

Section: X-ray Based Techniquesmentioning

confidence: 99%

Advanced techniques for characterization of ion beam modified materials

Zhang

Debelle

Boulle

et al. 2015

Current Opinion in Solid State and Materials Science

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“…Iones con un poder de frenado mayor generan una mayor elongación con un único impacto; pero incluso en este caso son necesarios varios impactos para generar un rodillo con una relación de aspecto considerable. 69 Las simulaciones de MD nos permiten entender los mecanismos físicos detrás de la elongación de las nanopartículas. Figura 7.4: Evolución de las nanopartículas de plata embebidas en sílice tras 75 ps de la deposición de la energía en un cilindro caliente de radio a = 3.5 nm orientado su eje con la dirección vertical y 75 ps de relajación con una fuerza de fricción de Langevin, como se describe en el apartado 3.3.1, del Capítulo 3.…”

Section: Análisis Mediante Dinámica Molecularunclassified

“…58 Recientemente, hay bastantes trabajos que reportan el uso de iones pesados de alta energía para elongar nanopartículas de plata, 59,60 oro, [61][62][63][64] zinc, 65,66 y níquel. 67 Desafortunadamente, la física que explica la transformación de esfera a rodillo no ha sido completamente entendida, incluso si ha sido ampliamente estudiada 68,69,226 y se han propuesto algunos modelos fenomenológicos. 70,71 Una de las principales causas de este desconocimiento es la falta de información durante los estados intermedios de deformación.…”

Section: Introductionunclassified

“…Existen diversos modelos teóricos que explican el proceso de elongación; pero les falta una validación experimental y una visión detallada de los cambios. [68][69][70][71] En esta tesis se ha desarrollado un modelo atomístico capaz de analizar la elongación de las nanopartículas causadas por la irradiación iónica en régimen de frenado electrónico en bajas fluencias. Además, se ha llevado a cabo una campaña experimental en la cual se ha analizado detalladamente la evolución de estas nanopartículas desde bajas a altas fluencias.…”

unclassified

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Estudios atomísticos de la respuesta a la irradiación de materiales ópticos con aplicación en plantas de fusión nuclear

Valverde¹

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Estudios atomísticos de la respuesta a la irradiación de materiales ópticos con aplicación en plantas de fusión nuclear Suplente: TESIS DOCTORALOpta a la mención de "Doctor Internacional".Realizado el acto de defensa y lectura de la Tesis el día ___ de ___________ de 2017 en la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales. CALIFICACIÓN: EL PRESIDENTE LOS VOCALES EL SECRETARIO AgradecimientosEn primer lugar, me gustaría agradecer al Instituto de Fusión Nuclear (UPM), al proyecto Techno-Fusion y a la Comunidad de Madrid por confiar en mí y contratarme para llevar a cabo esta tesis doctoral. Mención especial al Profesor y director del Instituto de Fusión Nuclear José Manuel Perlado por haber hecho posible esta contratación y por su ánimo y apoyo incondicionales.Quisiera agradecerle especialmente a los doctores Antonio Rivera y Ovidio Peña, director y co-director de esta tesis, sin los cuales no podría haberse llevado a cabo. Gracias por la confianza depositada en mí, por las numerosas enseñanzas que me habéis dado, por haber aguantado mi torpe forma de escribir y por haberme abierto las puertas al mundo de la investigación.Darle las gracias a la doctora María José Caturla quien nos dio acceso al código MDCASK, con el que empezó este trabajo y sin el cual no podría haberse terminado. Gracias por tu apoyo en la mejora y desarrollo del código.Quisiera agradecerle al profesor Eduardo Bringa de la Facultad de Ciencias Básicas de la Universidad Nacional de Cuyo. Gracias por permitirme realizar la estancia de doctorado en tu Departamento, por tu inestimable ayuda, por las numerosas enseñanzas y por tu gran hospitalidad. Darle las gracias al conjunto de estudiantes con los que compartí problemas de investigación y curso de formación durante la estancia, en especial a Pablo, Jesús, Joaquín, Emmanuel y Diego.En la elaboración de esta tesis tuvieron lugar importantes colaboraciones para la realización de los experimentos que han permitido validar adecuadamente los resultados simulados. Por ello, quisiera agradecer al Centro de Micro-Análisis de Materiales de la Universidad Autónoma de Madrid y al Instituto de Física de la Universidad Nacional Autónoma de Mexico.Darle las gracias al profesor Eduardo Gallego y la Unidad Docente de Ingeniería Nuclear, sin olvidarme de toda la gente del Instituto de Fusión Nuclear, en especial Elena y Nuria.Quisiera mostrar mi aprecio y especial agradecimiento a los estudiantes del Instituto de Fusión Nuclear y el Departamento de Ingeniería Nuclear porque hemos compartido tantos momentos buenos y malos durante estos años y por su apoyo inconmensurable.Finalmente, quisiera darle las gracias a mi familia y amigos que me han apoyado y aguantado durante toda esta travesía sin pedirme nada a cambio, sin los cuales hoy no sería quien soy. Muchísimas gracias.i RESUMEN Esta tesis presenta un modelo atomístico basado en dinámica molecular clásica validado con datos experimentales que permite explicar los efectos de la irradiación iónica en régimen de frenado electrónico sobre diversos materiales: s...

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Lithium Niobate Crystal with Embedded Au Nanoparticles: A New Saturable Absorber for Efficient Mode‐Locking of Ultrafast Laser Pulses at 1 µm

Pang

et al. 2018

Advanced Optical Materials

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Plasmonic Au nanoparticles embedded in LiNbO3 crystals as efficient saturable absorbers to realize 74.1 ps mode‐locked laser pulse generation at 1 µm are reported. The system is fabricated by Au ion implantation and subsequent annealing, a well‐developed chip technology. The strong optical absorption band peaking at 640 nm is observed due to the localized surface plasmon resonance. Z‐scan investigation shows that the LiNbO3 crystals with embedded Au nanoparticles possess ultrafast saturable absorption properties at near‐infrared 1 µm wavelength. With this feature the Au nanoparticles embedded LiNbO3 wafer is applied as saturable absorber into a laser‐written Nd:YVO4 waveguide platform. Stable laser pulses at 1064 nm based on an efficient passive Q‐switched mode‐locking process, reaching a fundamental repetition rate of 6.4 GHz and a pulse duration of 74.1 ps, are obtained. Since LiNbO3 has broadband applications in various optical systems, this work opens the way to develop intriguing devices in LiNbO3‐based photonic circuits by using embedded metallic nanoparticles.

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Swift Heavy Ion Shape Transformation of Au Nanocrystals Mediated by Molten Material Flow and Recrystallization

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Advanced techniques for characterization of ion beam modified materials

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Estudios atomísticos de la respuesta a la irradiación de materiales ópticos con aplicación en plantas de fusión nuclear

Lithium Niobate Crystal with Embedded Au Nanoparticles: A New Saturable Absorber for Efficient Mode‐Locking of Ultrafast Laser Pulses at 1 µm

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