Синтез наночастиц в импульсном газовом разряде и управление их агломерацией для применения в сенсорике тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Корнюшин Денис Владимирович

• Корнюшин Денис Владимирович
• кандидат наук
• 2024

Оглавление диссертации кандидат наук Корнюшин Денис Владимирович

Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1 Методы газофазного синтеза наночастиц и формирования аэрозольных потоков

1.1.1 Электрический взрыв проводников

1.1.2 Лазерная абляция

1.1.3 Импульсное электронно-лучевое испарение

1.1.4 Дуговой разряд

1.1.5 Импульсно-периодический газовый разряд

1.2 Особенности синтеза и агломерации наночастиц в аэрозольных потоках

1.2.1 Механизмы формирования первичных наночастиц и их агломерации в аэрозолях

1.2.2 Методы управления размером первичных наночастиц и их агломератов в аэрозолях

1.2.3 Способы модификации агломератов наночастиц

1.3 Методы формирования плазмонных наноструктур

1.4. Методы формирования газочувствительных слоев газовых сенсоров

1.5. Методы формирования высокопроводящих микроструктур на основе меди

1.6 Выводы к главе

Глава 2. Применяемые в работе методы исследования

2.1 Оборудование и синтез наночастиц в импульсном газовом разряде

2.2 Методы исследования аэрозольных наночастиц

2.2.1 Исследование аэрозольных наночастиц в режиме реального времени

2.2.2 Электронная микроскопия наночастиц

2.3 Методы исследования массовой производительности синтеза наночастиц

2.4 Модификация агломератов наночастиц в потоке аэрозоля

2.4.1 Термическая модификация

2.4.2 Лазерная модификация

2.5 Метод формирования массивов наночастиц на подложках сфокусированным потоком аэрозоля

2.6 Методы спекания и подогрева осажденных массивов наночастиц на подложках

2.6.1 Термическое восстановительное спекание

2.6.2 Термический подогрев

2.7 Методы исследования свойств массивов наночастиц на подложках

2.7.1 Микроскопические исследования

2.7.2 Оптическая профилометрия

2.7.3 Измерения удельного электрического сопротивления

2.7.4 Измерения фазового состава порошковых образцов плазмонных наноструктур методом рентгенодифракционного анализа

2.7.5 Исследование оптических спектральных свойств массивов наночастиц на подложках

2.7.6 Измерения газочувствительных характеристик массивов наночастиц на подложках

2.8 Выводы к главе

Глава 3. Влияния температуры газа на синтез и агломерацию наночастиц золота в импульсном газовом разряде

3.1 Экспериментальная установка для исследования синтеза и агломерации наночастиц золота при различных температурах и типах газов

3.2 Исследование характеристик наночастиц золота и их агломератов, синтезируемых при различных температурах и типах газов

3.3 Массовая производительность синтеза наночастиц золота при различных температурах газоразрядной ячейки

3.4 Формирование плазмонных наноструктур наночастицами золота в форме квадратных площадок

3.5 Исследование поверхностно-усиленного комбинационного рассеяния света на плазмонных наноструктурах золота

3.6 Влияние толщины плазмонных наноструктур на поверхностно-усиленное комбинационное рассеяние света

3.7 Выводы к главе

Глава 4. Формирование плазмонных наноструктур на поверхностях объектов для анализа малых концентраций химических соединений

4.1 Формирование плазмонных наноструктур в форме линий

4.2 Исследования свойств плазмонных наноструктур золота

4.2.1 Исследование спектров поглощения плазмонных наноструктур

4.2.2 Исследование поверхностно-усиленного комбинационного рассеяния света плазмонных наноструктур

4.2.3 Исследование люминисценции плазмонных наноструктур

4.3 Практическое применение формирования плазмонных наноструктур для неразрушающего анализа малых концентраций примесей в составе материалов

4.4 Выводы к главе

Глава 5. Формирование газочувствительных и проводящих микроструктур сухой аэрозольной печатью наночастицами меди

5.1 Исследования морфологии синтезируемых наночастиц на основе меди и их термической модификации

5.2 Влияние морфологии наночастиц на основе меди на микроструктуру формируемых массивов на подложках

5.3 Формирование проводящих микроструктур сухой аэрозольной печатью наночастицами меди

5.4 Формирование газочувствительных слоев сухой аэрозольной печатью наночастицами меди

5.5 Выводы к главе

Заключение

От автора

Список публикаций по теме диссертации

Список процитированной литературы

Введение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Синтез наночастиц в импульсном газовом разряде и управление их агломерацией для применения в сенсорике»

Актуальность исследований

В последнее время технологии печатной электроники (ПЭ) стремительно развиваются благодаря возможности упрощения процессов формирования функциональных структур микронного масштаба, снижения производственных затрат, быстрого прототипирования и совместимости с различными типами подложек, включая полимерные материалы [1,2]. Данные достоинства являются отличительной чертой развивающихся технологий ПЭ от технологий, основанных на вакуумном напылении и фотолитографии, которые являются многостадийными и включают высокотемпературную обработку и использование резистов, травителей и проявителей. В настоящее время использование технологий ПЭ позволяет изготавливать такие устройства как сенсоры [3], антенны и другие индуктивные элементы [4], топливные элементы [5], гибкие дисплеи [6] и др., причем спектр применений постоянно расширяется с развитием новых методов печати. В частности, в последние десятилетия разработаны новые методы прямой печати микроструктур: прямой лазерный перенос [7], аэрозольно-струйная печать [8], наноимпринт [9], микроплоттерная [10] и электрогидродинамическая печать [11].

Относительно новой и развивающейся технологией ПЭ является метод сухой аэрозольной печати (САП) [12,13]. Эта технология не требует предварительного приготовления чернил и после печати - сушки и удаления дисперсантов, в методе САП в едином устройстве реализуются процессы синтеза наночастиц в виде аэрозоля, модификация наночастиц для печати и печать сфокусированным потоком сухих наночастиц. Синтез наночастиц происходит в результате электрической эрозии электродов в процессе импульсно-периодического газового разряда [14] в потоке инертных газов или воздуха. Химический состав синтезированных для печати наночастиц наследуется от материала используемых электродов и состава транспортного газа, что позволяет формировать методом САП микроструктуры из

широкого спектра материалов металлы, сплавы и их оксиды, полупроводники и наноуглерод [15].

Впервые импульсный газовый разряд применили для спектроскопического анализа испаряемых материалов уже более 100 лет с целью определения спектра поглощения образованного пара, имеющего тот же состав, что и у используемых электродов [16]. В 1982 году Burtscher и Schmidt-Ott предложили использовать импульсный газовый разряд для производства «малых частиц» или «кластеров» (позже названных «наночастицами»). Электрическая эрозия электродов в процессе импульсного газового разряда, применяемая в САП для получения наночастиц в потоке транспортного газа, позволяет синтезировать наночастицы, средний размер которых порядка 10 нм. Синтезированные в импульсном газовом разряде наночастицы имеют много общего с частицами, полученными с помощью лазерной абляции [17] — метода, который также хорошо зарекомендовал себя, как способ получения наночастиц для исследовательских целей. Большим преимуществом метода импульсного газового разряда относительно лазерной абляции является его относительно низкая стоимость, поскольку не требуется источника лазерного излучения. Как и лазерная абляция, импульсный газовый разряд не требует никаких химических веществ, кроме вещества или смеси веществ, из которых должны состоять частицы. Следует отметить, что размер наночастиц, синтезируемых в импульсном газовом разряде, значительно меньше характерного размера наночастиц, получаемых такими газофазными методами синтеза как электрический взрыв проволок [18], плазменный синтез [19] и дуговой разряд [20].

Одной из главных проблем методов газофазного синтеза является агломерация синтезируемых наночастиц в потоке газа и возможность управления размером наночастиц и их агломератов. Известно не так много теоретических и, в особенности, экспериментальных исследований по методам управления размером наночастиц и их агломерацией в аэрозольных потоках. В частности, для метода импульсного газового разряда проводились исследования по изучению влияния таких параметров разрядного процесса, как энергия накопителя разрядного контура, частота следования импульсов газового разряда, скорость потока

транспортного газа и концентрация синтезируемых наночастиц на средние размеры наночастиц и их агломератов в потоке аэрозоля [21, 22]. Также известны исследования по моделированию процессов увеличения размеров первичных наночастиц в потоке аэрозоля [23]. В этой связи, существует потребность в экспериментальных исследованиях, по поиску способов управления и контроля размеров первичных наночастиц, непосредственно синтезируемых в импульсном газовом разряде, а также их агломератов в аэрозольном потоке.

В отличии от газофазных методов, методы производства наночастиц в жидких средах требуют разработки отдельного рецепта для каждой смеси прекурсоров, а за счет использовании жидкой фазы загрязнения продуктов синтеза практически неизбежны. Напротив, наночастицы, полученные методом импульсного газового разряда характеризуются высокой чистотой, они не содержат поверхностно-активных веществ или остатков прекурсоров. При этом некоторым преимуществом жидкофазных методов является более высокая управляемость формой получаемых частиц. Благодаря чистоте наночастиц, синтезируемых методом импульсного газового разряда, можно изучать конкретные свойства материала, зависящие только от вещества и размера частиц, без вмешательства посторонних примесных фаз. Наночастицы могут иметь кристаллическую или аморфную структуру, и в потоке транспортного газа возможно проводить их модифицирование, например, окисление и управление морфологией.

Благодаря уникальным свойствам наночастиц, синтезируемых методом импульсного газового разряда, имеется возможность практически применить САП в таких областях ПЭ, как формирование сенсоров, в частности плазмонных микро-и наноструктур. Например, в таких сферах, как судебная медицинская экспертиза и изучение культурного наследия, где важно сохранить внешний вид объектов, предпочтительны неразрушающие, высокочувствительные методы подготовки проб в виде плазмонных наноструктур для спектрального анализа [24]. Существующие методологии и процедуры обнаружения низких концентраций аналитов в исследуемом объекте методами усиленной рамановской спектроскопии

(SERS) предполагают использование заранее приготовленных паст из плазмонных наночастиц, наносимых на объект исследования [25-27], что означает безвозвратное повреждение объекта. Когда речь идет о ценных произведениях искусства, то традиционные многостадийные методы получения плазмонных наноструктур, основанные на фотолитографии и включающие высокотемпературную обработку и использование агрессивных резистов, травителей и проявителей, также несовместимых с поставленной задачей. В качестве перспективного подхода формирования химически чистых плазмонных наноструктур для усиленной рамановской спектроскопии с целью неразрушающего и высокочувствительного анализа нами предлагается метод САП [28], позволяющий избежать процессов взаимодействия жидкостей с исследуемым объектом. Кроме того, после SERS исследований наноструктуры, сформированные методом САП без каких-либо поверхностно-активных веществ, могут быть удалены с поверхности исследуемого объекта без его повреждения.

Таким образом, в настоящей работе исследуются процессы САП на различных типах подложек, в которых за счет модификации форм и размеров агломератов наночастиц, синтезируемых в импульсном газовом разряде, обеспечиваются условия формирования таких функциональных микроструктур, как плазмонные наноструктуры (ПН) золота (Au), газочувствительные слои из агломератов наночастиц оксида меди и высокопроводящие линии меди.

Цель и задачи исследований

Целью диссертационной работы являются исследования управлением агломерацией синтезированных в газоразрядной ячейке наночастиц различных материалов и разработка методик формирования с использованием сухой аэрозольной печати наночастицами функциональных микро- и наноструктур, таких как плазмонные наноструктуры из наночастиц золота, газочувствительные слои из наночастиц оксид меди для хеморезистивных газовых сенсоров и высокопроводящие микроструктуры из наночастиц на основе меди. Технология САП не требует предварительного приготовления чернил и после печати - сушки

и удаления дисперсантов по сравнению, например, со струйной или трафаретной печатью. В методе САП в едином устройстве реализуются процессы синтеза наночастиц в импульсном газовом разряде в виде аэрозоля, модификация наночастиц для печати в потоке несущего газа и печать сфокусированным потоком сухих наночастиц.

Цель диссертационной работы достигается решением следующих задач:

1. Исследование влияния температуры газа-носителя на морфологию синтезируемых наночастиц и их агломерацию в потоке аэрозоля.

2. Исследование процессов формирования плазмонных наноструктур методом сухой аэрозольной печати на керамических подложках с коэффициентом усиления комбинационного рассеяния рамановской спектроскопии до 106 для детектирования органических веществ с концентрациями от 10-5 до 10-2 моль/л.

3. Исследование процессов формирования плазмонных наноструктур методом сухой аэрозольной печати на поверхности объекта исследования для проведения неразрушающего анализа методом рамановской спектроскопии с последующим удалением структур без повреждения объекта.

4. Определения условий формирования методом сухой аэрозольной печати газочувствительных слоев хеморезистивных сенсоров для измерений концентраций аммиака и угарного газа с высокой чувствительностью, порядка 20 ррт.

5. Определение условий формирования высокопроводящих микроструктур меди методом сухой аэрозольной печати наночастицами на различных типах твердых подложек путем управления морфологией наночастиц и режимами спекания.

6. Исследования структуры и свойств сформированных с использованием сухой аэрозольной печати массивов наночастиц методами оптической профилометрии, электронной микроскопии, рамановской спектроскопии, локального элементного анализа, газочувствительности и зондовых измерений удельной проводимости.

Научная новизна работы

1. Разработана новая методика синтеза наночастиц в процессах импульсно-периодического газового разряда при криогенных температурах несущего газа. С ее применением впервые изучено влияние температуры несущего газа в диапазоне от температуры кипения жидкого азота до комнатной на синтез наночастиц, показавшее значительное уменьшение размеров как синтезируемых первичных наночастиц золота, так и их агломератов при уменьшении температуры несущего газа от комнатной до -183 °С.

2. Впервые с применением сухой аэрозольной печати агломератами первичных наночастиц золота со средним размером порядка 100 нм, синтезируемых в импульсно-периодическом газовом разряде, реализовано формирование плазмонных наноструктур с коэффициентами усиления комбинационного рассеяния около 107 при детектировании ряда красителей в растворах с малыми концентрациями порядка 10-5 моль/л.

3. Предложена новая методика неразрушающих измерений малых концентраций химических соединений (порядка 1 - 100 ррт) в составе объекта исследования методом усиленной рамановской спектроскопии, основанная на использовании плазмонной наноструктуры из наночастиц золота квазисферической формы со средним размером порядка 140 нм, наносимых сухой аэрозольной печатью с регулируемой плотностью укладки на поверхности объекта исследования, с последующим удалением напечатанной структуры без повреждения объекта.

4. Впервые сформированы пористые газочувствительные слои хеморезистивных сенсоров аммиака МН3 и угарного газа СО с применением сухой аэрозольной печати агломератами наночастиц оксида меди, получаемых в импульсном газовом разряде, обладающие достаточной чувствительностью для определения примесей данных газов на уровне предельно допустимых концентраций 28 и 17 ррт, соответственно, согласно санитарно-гигиеническим нормативам.

5. Впервые методом сухой аэрозольной печати сформированы проводящие микроструктуры меди с удельным электрическим сопротивлением 5 мкОмсм, всего в 3 превышающим удельное сопротивления кристаллической меди, включающем синтез агломератов наночастиц меди в импульсном газовом разряде, их термическую обработку в газовом потоке с получением наночастиц квазисферической формы со средним размером порядка 35 нм, печать сфокусированным потоком таких наночастиц на подложке и последующее спекание напечатанных массивов наночастиц в атмосфере водорода при температуре 550 °С.

Научная и практическая значимость

Результаты настоящей работы значительно расширяют знания о получении наноразмерных частиц методом импульсно-периодического газового разряда в части управления агломерацией и формой наночастиц, и возможностях применений метода САП для формирования функциональных микроразмерных элементов и могут использоваться:

- при разработке технологий получения наноразмерных аэрозолей и нанопорошков ряда неорганических материалов в импульсно-периодических газоразрядных устройствах;

- при разработке формирования плазмонных металлических наноструктур сухой аэрозольной печатью агломератами первичных наночастиц и наночастицами золота квазисферической формы с размерами порядка 100 нм для для оптоэлектронных устройств и для проведения неразрушающего анализа малых концентраций химических соединений в составе объектов методом рамановской спектроскопии;

- при разработке новых методов формирования газочувствительных слоев газовых сенсоров хеморезистивного типа и каталитических слоев для электрохимических источников тока;

- при разработке сухой аэрозольной печатью проводящих микроструктур меди с удельным электрическим сопротивлением 5 мкОмсм, всего в 3 раза

превышающим удельное сопротивление кристаллической меди, в качестве металлических межсоединений и индуктивных элементов в радиоэлектронных и оптоэлектронных устройствах.

Положения, выносимые на защиту

1. В процессах импульсно-периодического газового разряда при уменьшении температуры проточного газа-носителя азота N от комнатной (+24°С) до -183 °С происходит уменьшение размеров синтезируемых первичных наночастиц золота и их агломератов с 9,4±3,1 нм до 6,6±2,5 нм и со 102±60 нм до 43±26 нм, соответственно.

2. Сухая аэрозольная печать агломератами первичных наночастиц золота со средним размером порядка 100 нм, синтезируемых в импульсно-периодическом газовом разряде в потоке азота, позволяет формировать плазмонные наноструктуры с коэффициентами усиления комбинационного рассеяния 5,5^ 106, 8,0 •Ю6 и 2,1 •Ю7 при детектировании в растворах малых концентраций, порядка 10-5 моль/л, метиленового синего, 1,2-бис(4-пиридил) этилена и малахитового зелёного, соответственно.

3. Применение для печати сфокусированного потока аэрозольных наночастиц золота квазисферической формы со средним размером порядка 140 нм, получаемых термической обработкой в нагреваемом газовом потоке агломератов наночастиц, синтезированных в импульсном газовом разряде, позволяет создавать плазмонные наноструктуры с регулируемой плотностью упаковки на поверхности объекта исследования для проведения неразрушающего анализа малых концентраций (порядка 1 - 100 ррт) химических соединений в составе объекта методом рамановской спектроскопии с последующим удалением напечатанных структур без повреждения объекта.

4. Сухая аэрозольная печать агломератами наночастиц оксида меди со средним размером порядка 100 нм, получаемыми в импульсном газовом разряде, позволяет формировать пористые газочувствительные слои хеморезистивных сенсоров аммиака МН3 и угарного газа СО с относительными откликами 20% и 40%

на их предельно допустимые концентрации 28 и 17 ррт (согласно санитарно-гигиеническим нормативам), соответственно.

5. Последовательность процессов, включающая синтез агломератов наночастиц меди в импульсном газовом разряде в потоке инертного газа, термическую обработку агломератов в нагреваемом газовом потоке с получением наночастиц меди квазисферической формы со средним размером порядка 35 нм, печать сфокусированным потоком таких наночастиц на поверхности подложки и последующее спекание напечатанных массивов наночастиц в восстановительной атмосфере водорода при температуре 550 °С, позволяет формировать проводящие микроструктуры в форме линий с удельным электрическим сопротивлением 5 мкОмсм, что всего в 3 больше удельного сопротивления кристаллической меди.

Достоверность и обоснованность результатов и выводов

Выводы диссертации обоснованы и подтверждены:

- сопоставлением результатов исследования с данными зарубежного и отечественного опыта, а именно с опубликованными статьями и патентами научных и технологических групп, а также при обсуждениях результатов и их сверке со схожими работами на международных и всероссийских научных конференциях;

- путем проведения подробных расчетов и сопоставления результатов расчетов с экспериментальными данными;

- экспертными оценками специалистов в ходе публикации результатов в научных журналах (в ходе рецензирования публикуемых статей);

- публикациями результатов исследования в рецензируемых научных изданиях, в том числе, рекомендованных ВАК РФ, а также цитированиями опубликованных статей.

Высокая степень точности измерений и объективности оценок результатов исследования обеспечена:

- использованием современных методик сбора данных и оборудования с достаточной точностью измерений параметров исследуемых объектов;

- воспроизводимостью результатов измерений;

- непосредственным участием соискателя в получении исходных данных и научных экспериментах, следовательно, полным контролем и пониманием процесса проведения исследований.

Положения и выводы, сформулированные в диссертации, получили квалифицированную апробацию на международных и российских научных конференциях и семинарах.

Публикации

Основное содержание данной работы представлено в 3-х статьях, опубликованных в рецензируемых журналах ^1/^2, в 2-х расширенных тезисах докладов на конференциях, индексируемых в базах данных WoS и Scopus, в 3-х кратких тезисах докладов на конференциях, а также оформлено в одном патенте.

Личный вклад автора

Автор проводил формулировку задач исследования, изучение существующей литературы, экспериментальные исследования и анализ полученных результатов самостоятельно или при его непосредственном участии в Лаборатории сенсорных микросистем Московского физико-технического института

(научно-исследовательского университета), г. Долгопрудный.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа, изложенная на 136 листах печатного текста, содержит введение, пять глав, заключение и список цитируемой литературы, включающего 193 библиографических ссылок. Также работа содержит 53 рисунка и 9 таблиц.

Глава 1. Литературный обзор

В настоящей главе представлен литературный обзор по теме диссертационного исследования. Рассмотрены основные широко известные методы газофазного синтеза наночастиц и особенности их агломерации в аэрозольных потоках. Обсуждаются характерные особенности изменений размеров получаемых наночастиц и их агломератов от параметров синтеза в импульсном газовом разряде. Также представлены методы модификации агломератов наночастиц в потоке аэрозоля с целью изменения их формы и размера. В заключительной части литературного обзора рассмотрены современные методы формирования микроразмерных элементов печатью наночастицами, включая сенсорные и проводящие микроструктуры на подложках.

1.1 Методы газофазного синтеза наночастиц и формирования аэрозольных

потоков

Быстро развивающиеся технологии в области ПЭ порождают потребность в развитии и модернизации экономичных и эффективных методов синтеза наночастиц и их дальнейшем использовании в создании новых технологий печати для изготовления функциональных микроструктур на подложках. Ниже приведены описания широко распространенных методов синтеза наночастиц в газовых средах, в том числе используемого в настоящей работе синтеза в импульсном газовом разряде. Все газофазные методы синтеза наночастиц основаны на испарении и конденсации материала мишени в газовой атмосфере и кардинально отличаются друг от друга способами введения энергии в материал мишени.

1.1.1 Электрический взрыв проводников

Принцип метода электрического взрыва проводников заключается в быстром, за время порядка 10-5 - 10-8 с, нагреве проводящей проволоки до состояния перегретой жидкости с целью получения взрывообразного расширения материала и сопутствующего ему образования мелкодисперсной

конденсированной фазы и пара. Столь быстрый нагрев проводников происходит при протекании электрического тока большой плотности, порядка 104 - 106А/мм2[29]. Дальнейшее расширение в газовой атмосфере продуктов электрического взрыва приводит к процессам их охлаждения и конденсации, в результате чего формируются наночастицы из материала исходного проводника [30]. Принципиальная схема данного метода представлена на рисунке 1.1. В настоящее время рабочие процессы электровзрывного синтеза наночастиц автоматизированы и включают, как основной процесс, выполнение импульсно-периодических электрических взрывов проводящей проволоки под воздействием импульсных токов высокой плотности, создаваемых мощным генератором импульсных токов [29]. Периодичность и непрерывность процессов обеспечивается непрерывной подачей проводящей проволоки во взрывную камеру, подачей рабочего газа в камеру и удалением аэрозоля из неё.

Рисунок 1.1 - Принципиальная схема установки, используемая для высокопроизводительного синтеза наночастиц электрическим взрывом

проводников [29].

Метод электрического взрыва проводников выделятся своей высокой массовой производительностью получения наночастиц и довольно низкими

удельными энергозатратами: более 200 г/час и 25 - 50 кВт-ч/кг, соответственно [31,32]. Однако, у данного метода имеется ограничение в разнообразии используемых материалов, связанное с требованиями их достаточно высокой электропроводности и возможности изготовления из материала гибкой проволоки.

В данном методе управление такими параметрами как размер, морфология и концентрация синтезируемых наночастиц осуществляется путем вариации плотности введенной в материал энергии, диаметра нагреваемой проволоки и скорости прокачки рабочего газа.

1.1.2 Лазерная абляция

Метод лазерной абляции мишеней является одним из распространенных газофазных методов синтеза наночастиц из широкого спектра материалов [17]. При воздействии на мишень импульсного лазерного излучения происходит быстрая абляция материала целевой мишени с образованием потока пара и нанодисперсной конденсированной фазы, расширяющегося в окружающий газ, что сопровождается конденсацией пара и образованием наночастиц (Рисунок 1.2). При достаточной плотности мощности импульсного лазерного излучения, превышающей порог режима абляции, происходит микровзрыв поверхностного слоя мишени, сопровождающийся выбросом твердого и жидкого нанодисперсного материала в окружающее пространство [17,33].

Луч лазера

Рисунок 1.2 - Принципиальная схема получения наночастиц методом лазерной

абляции.

На химическую чистоту синтезируемых наночастиц методом лазерной абляции влияют как чистота материала мишени, так и чистота газовой среды внутри камеры синтеза. Метод лазерной абляции при использовании мишеней из сплавов и сложных химических композитов позволяет получать наночастицы из широкого спектра материалов разного химического состава. Это является существенным преимуществом метода наряду с тем, что материал мишени не имеет ограничений по электропроводимости [34,35]. Управление и контроль размерных характеристик синтезируемых наночастиц и их концентраций осуществляется посредством варьирования параметров лазерного излучения, облучающего мишень: энергии и длительности импульса, частоты следования импульсов и длины волны излучения [36].

1.1.3 Импульсное электронно-лучевое испарение

Метод импульсного электронно-лучевого испарения является перспективным и сравним с методом лазерной абляции по характеристикам синтезируемых наночастиц. Непосредственно синтез наночастиц происходит в результате быстрого локального разогрева мишени из требуемого материала сфокусированным электронным лучем с плотностью энергии порядка 106 Вт/см2 [37].

Наиболее эффективно синтез наночастиц методом электронно-лучевого испарения происходит в газовых средах с низким давлением, составляющим 0,1 - 50 Па, и с использованием электронных пучков с энергиями до 50 кэВ [38]. Для проведения синтеза наночастиц в газах высокого давления (например, воздуха) методом импульсного электронно-лучевого испарения, с целью ускорения охлаждения паровой фазы, энергия электронных пучков повышается до значений порядка 1 МэВ [39,40].

Основными преимуществами метода электронно-лучевого испарения мишеней являются высокая энергоэффективность при синтезе наночастиц (порядка 100 - 200 кВтч/кг) и способность синтезировать наночастицы материалов вне зависимости от величины их электрической проводимости [37,41].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Корнюшин Денис Владимирович, 2024 год

Список процитированной литературы

1. Arsenov, P.V.; Efimov, A.A.; Ivanov, V.V. Optimizing Aerosol Jet Printing Process of Platinum Ink for High-Resolution Conductive Microstructures on Ceramic and Polymer Substrates. Polymers 2021, 13, 918, doi:10.3390/polym13060918.

2. Wu, C.-J.; Sheng, Y.-J.; Tsao, H.-K. Copper Conductive Lines on Flexible Substrates Fabricated at Room Temperature. J. Mater. Chem. C 2016, 4, 3274-3280, doi: 10.1039/C6TC00234J.

3. Kassem, O.; Saadaoui, M.; Rieu, M.; Viricelle, J.-P. A Novel Approach to a Fully Inkjet Printed SnO2-Based Gas Sensor on a Flexible Foil. J. Mater. Chem. C 2019, 7, 12343-12353, doi:10.1039/C9TC04170B.

4. Singh, R.; Singh, E.; Nalwa, H.S. Inkjet Printed Nanomaterial Based Flexible Radio Frequency Identification (RFID) Tag Sensors for the Internet of Nano Things. RSC Adv. 2017, 7, 48597-48630, doi:10.1039/C7RA07191D.

5. Han, G.D.; Bae, K.; Kang, E.H.; Choi, H.J.; Shim, J.H. Inkjet Printing for Manufacturing Solid Oxide Fuel Cells. ACS Energy Lett. 2020, 5, 1586-1592, doi:10.1021/acsenergylett.0c00721.

6. Zhu, H.; Shin, E.-S.; Liu, A.; Ji, D.; Xu, Y.; Noh, Y.-Y. Printable Semiconductors for Backplane TFTs of Flexible OLED Displays. Advanced Functional Materials 2020, 30, 1904588, doi:10.1002/adfm.201904588.

7. Fritzler, K.B.; Prinz, V.Y. 3D Printing Methods for Micro- and Nanostructures. Phys.-Usp. 2019, 62, 54, doi:10.3367/UFNe.2017.11.038239.

8. Wilkinson, N.J.; Smith, M.A.A.; Kay, R.W.; Harris, R.A. A Review of Aerosol Jet Printing—a Non-Traditional Hybrid Process for Micro-Manufacturing. Int J Adv Manuf Technol 2019, 105, 4599-4619, doi:10.1007/s00170-019-03438-2.

9. Wiklund, J.; Karako?, A.; Palko, T.; Yigitler, H.; Ruttik, K.; Jantti, R.; Paltakari, J. A Review on Printed Electronics: Fabrication Methods, Inks, Substrates, Applications and Environmental Impacts. Journal of Manufacturing and Materials Processing 2021, 5, 89, doi:10.3390/jmmp5030089.

10. Fedorov, F.S.; Simonenko, N.P.; Trouillet, V.; Volkov, I.A.; Plugin, I.A.; Rupasov, D.P.; Mokrushin, A.S.; Nagornov, I.A.; Simonenko, T.L.; Vlasov, I.S.; et al. Microplotter-Printed On-Chip Combinatorial Library of Ink-Derived Multiple Metal Oxides as an "Electronic Olfaction" Unit. ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 56135-56150, doi: 10.1021/acsami.0c14055.

11. Gao, D.; Zhou, J.G. Designs and Applications of Electrohydrodynamic 3D Printing. Int JBioprint 2019, 5, 172, doi:10.18063/ijb.v5i1.172.

12. Efimov, A.A.; Potapov, G.N.; Nisan, A.V.; Ivanov, V.V. Controlled Focusing of Silver Nanoparticles Beam to Form the Microstructures on Substrates. Results in Physics 2017, 7, 440-443, doi:10.1016/j.rinp.2016.12.052.

13. Aghajani, S.; Accardo, A.; Tichem, M. Aerosol Direct Writing and Thermal Tuning of Copper Nanoparticle Patterns as Surface-Enhanced Raman Scattering Sensors. ACS Appl. Nano Mater. 2020, 3, 5665-5675, doi:10.1021/acsanm.0c00887.

14. Khabarov, K.; Kornyushin, D.; Masnaviev, B.; Tuzhilin, D.; Saprykin, D.; Efimov, A.; Ivanov, V. The Influence of Laser Sintering Modes on the Conductivity and

Microstructure of Silver Nanoparticle Arrays Formed by Dry Aerosol Printing. Applied Sciences 2020, 10, 246, doi:10.3390/app10010246.

15. Meuller, B.O.; Messing, M.E.; Engberg, D.L.J.; Jansson, A.M.; Johansson, L.I.M.; Norlén, S.M.; Tureson, N.; Deppert, K. Review of Spark Discharge Generators for Production of Nanoparticle Aerosols. Aerosol Science and Technology 2012, 46, 1256-1270, doi: 10.1080/02786826.2012.705448.

16. Scheeline, A.; Coleman, D.M. Direct Solids Elemental Analysis: Pulsed Plasma Sources Available online: https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/ac00147a001 (accessed on 8 May 2024).

17. Ullmann, M.; Friedlander, S.K.; Schmidt-Ott, A. Nanoparticle Formation by Laser Ablation. Journal of Nanoparticle Research 2002, 4, 499-509, doi: 10.1023/A: 1022840924336.

18. Kotov, Yu.A. The Electrical Explosion of Wire: A Method for the Synthesis of Weakly Aggregated Nanopowders. Nanotechnol Russia 2009, 4, 415-424, doi:10.1134/S1995078009070039.

19. Vollath, D. Plasma Synthesis of Nanopowders. J Nanopart Res 2008, 10, 39-57, doi: 10.1007/s11051-008-9427-7.

20. Yoshinori Ando, Masato Ohkohchi Production of Ultrafine Powder of P-Sic by Arc Discharge. Journal of Crystal Growth 1982, 60, 147-149, doi:10.1016/0022-0248(82)90185-3.

21. Efimov, A.A.; Ivanov, V.V.; Bagazeev, A.V.; Beketov, I.V.; Volkov, I.A.; Shcherbinin, S.V. Generation of Aerosol Nanoparticles by the Multi-Spark Discharge Generator. Tech. Phys. Lett. 2013, 39, 1053-1056, doi:10.1134/S1063785013120067.

22. Efimov, A.; Sukharev, V.; Ivanov, V.; Lizunova, A. The Influence of Parameters of Spark Discharge Generator on Dimensional Characteristics of Synthesized TiO2 Nanoparticles. Oriental Journal of Chemistry 2015, 31, 2285-2290.

23. Lehtinen, K.E.J.; Zachariah, M.R. Energy Accumulation in Nanoparticle Collision and Coalescence Processes. Journal of Aerosol Science 2002, 33, 357-368, doi:10.1016/S0021 -8502(01 )00177-X.

24. Degano, I.; Ribechini, E.; Modugno, F.; Colombini, M.P. Analytical Methods for the Characterization of Organic Dyes in Artworks and in Historical Textiles. Applied Spectroscopy Reviews 2009, 44, 363-410, doi:10.1080/05704920902937876.

25. Dal Fovo, A.; Castillejo, M.; Fontana, R. Nonlinear Optical Microscopy for Artworks Physics. Riv. Nuovo Cim. 2021, 44, 453-498, doi:10.1007/s40766-021-00023-w.

26. Fazio, A.T.; López, M.M.; Tempering M.L.A.; de Faria, D.L.A. Surface Enhanced Raman Spectroscopy and Cultural Heritage Biodeterioration: Fungi Identification in Earthen Architecture from Paraíba Valley (Sao Paulo, Brazil). Vibrational Spectroscopy 2018, 97, 129-134, doi:10.1016/j.vibspec.2018.06.002.

27. Pilot, R.; Signorini, R.; Durante, C.; Orian, L.; Bhamidipati, M.; Fabris, L. A Review on Surface-Enhanced Raman Scattering. Biosensors 2019, 9, 57, doi: 10.3390/bios9020057.

28. Efimov, A.A.; Arsenov, P.V.; Protas, N.V.; Minkov, K.N.; Urazov, M.N.; Ivanov, V.V. Dry Aerosol Jet Printing of Conductive Silver Lines on a Heated Silicon

Substrate. IOP Con/: Ser.: Mater. Sci. Eng. 2018, 307, 012082, doi:10.1088/1757-899X/307/1/012082.

29. Котов Ю.А. Электрический Взрыв Проволоки - Метод Получения Слабоагрегированных Нанопорошков. Российские нанотехнологии 2009, 4, 40-51.

30. Назаренко О.Б. Электровзрывные Нанопорошки: Получение, Свойства, Применение; под ред. А.П. Ильина.; Изд-во ТПУ: Томск, 2005;

31. Kotov, Y.A. Electric Explosion of Wires as a Method for Preparation of Nanopowders. Journal of Nanoparticle Research 2003, 5, 539-550, doi: 10.1023/B:NAN0.0000006069.45073.0b.

32. Kotov, Y.; Azarkevich, E.I.; Beketov, I.V.; Demina, T.M.; Murzakaev, A.M.; Samatov, O.M. Producing Al and A1203 Nanopowders by Electrical Explosion of Wire. Key Engineering Materials 1997, 132-136, 173-176, doi:10.4028/www.scientific.net/KEM.132-136.173.

33. Osipov, V.V.; Kotov, Yu.A.; Ivanov, M.G.; Samatov, O.M.; Lisenkov, V.V.; Platonov, V.V.; Murzakaev, A.M.; Medvedev, A.I.; Azarkevich, E.I. Laser Synthesis of Nanopowders. Laser Phys. 2006, 16, 116-125, doi:10.1134/S1054660X06010105.

34. Morales, A.M.; Lieber, C.M. A Laser Ablation Method for the Synthesis of Crystalline Semiconductor Nanowires. Science 1998, 279, 208-211, doi: 10.1126/science.279.5348.208.

35. Perrière, J.; Millon, E.; Seiler, W.; Boulmer-Leborgne, C.; Craciun, V.; Albert, O.; Loulergue, J.C.; Etchepare, J. Comparison between ZnO Films Grown by Femtosecond and Nanosecond Laser Ablation. Journal of Applied Physics 2002, 91, 690-696, doi: 10.1063/1.1426250.

36. Ю.А. Котов, О.М. Саматов, М.Г. Иванов, А.М. Мурзакаев, А.И. Медведев, О.Р. Тимошенкова, Т.М. Демина, И.В. Вьюхина Получение Композиционных Нанопорошков с Помощью Волоконного Иттербиевого Лазера и Их Характеристики. Журнал технической физики 2011, 81.

37. Ilves, V.; Kotov, Yu.A.; Sokovnin, S.; Rhee, S.K. The Use of a Pulsed Electron Beam for Production of Nanopowders of Oxides Available online: https://www.researchgate.net/publication/283535883_The_Use_of_a_Pulsed_Elect ron_Beam_for_Production_of_Nanopowders_of_Oxides (accessed on 1 June 2024).

38. Ramsay, J.D.F.; Avery, R.G. Ultrafine Oxide Powders Prepared by Electron Beam Evaporation. J Mater Sci 1974, 9, 1681-1688, doi:10.1007/BF00540766.

39. Fadeev, S.N.; Golkovski, M.G.; Korchagin, A.I.; Kuksanov, N.K.; Lavruhin, A.V.; Petrov, S.E.; Salimov, R.A.; Vaisman, A.F. Technological Applications of BINP Industrial Electron Accelerators with Focused Beam Extracted into Atmosphere. Radiation Physics and Chemistry 2000, 57, 653-655, doi:10.1016/S0969-806X(99)00499-5.

40. Bardakhanov, S.P.; Korchagin, A.I.; Kuksanov, N.K.; Lavrukhin, A.V.; Salimov, R.A.; Fadeev, S.N.; Cherepkov, V.V. Nanopowders Obtained by Evaporating Initial Substances in an Electron Accelerator at Atmospheric Pressure. Dokl. Phys. 2006, 51, 353-356, doi: 10.1134/S1028335806070044.

41. Sokovnin, S.Yu.; Il'Ves, V.G. Production of Nanopowders Using Pulsed Electron Beam. Ferroelectrics 2012, 436, 101-107, doi:10.1080/10584587.2012.730951.

42. Förster, H.; Wolfrum, C.; Peukert, W. Experimental Study of Metal Nanoparticle Synthesis by an Arc Evaporation/Condensation Process. J Nanopart Res 2012, 14, 926, doi:10.1007/s 11051-012-0926-1.

43. Stein, M.; Kiesler, D.; Kruis, F.E. Effect of Carrier Gas Composition on Transferred Arc Metal Nanoparticle Synthesis. J Nanopart Res 2013, 15, 1400, doi:10.1007/s11051-012-1400-9.

44. Tepale-Cortes, A.; Moreno-Saavedra, H.; Hernandez-Tenorio, C.; Rojas-Ramirez, T.; Illescas, J.; Tepale-Cortes, A.; Moreno-Saavedra, H.; Hernandez-Tenorio, C.; Rojas-Ramirez, T.; Illescas, J. Multi-Walled Carbon Nanotubes Synthesis by Arc Discharge Method in a Glass Chamber. Journal of the Mexican Chemical Society 2021, 65, 480-490, doi:10.29356/jmcs.v65i4.1486.

45. Sari, A.H.; Khazali, A.; Parhizgar, S.S. Synthesis and Characterization of Long-CNTs by Electrical Arc Discharge in Deionized Water and NaCl Solution. Int Nano Lett 2018, 8, 19-23, doi:10.1007/s40089-018-0227-5.

46. Sharma, R.; Sharma, A.K.; Sharma, V. Synthesis of Carbon Nanotubes by Arc-Discharge and Chemical Vapor Deposition Method with Analysis of Its Morphology, Dispersion and Functionalization Characteristics. Cogent Engineering 2015, 2, 1094017, doi:10.1080/23311916.2015.1094017.

47. Stein, M.; Kruis, F.E. Scaling-up Metal Nanoparticle Production by Transferred Arc Discharge. Advanced Powder Technology 2018, 29, 3138-3144, doi: 10.1016/j.apt.2018.08.016.

48. Schmidt-Ott, A. Spark Ablation: Building Blocks for Nanotechnology; CRC Press, 2019; ISBN 978-1-00-073020-3.

49. Kruis, F.E.; Fissan, H.; Peled, A. Synthesis of Nanoparticles in the Gas Phase for Electronic, Optical and Magnetic Applications—a Review. Journal of Aerosol Science 1998, 29, 511-535, doi:10.1016/S0021-8502(97)10032-5.

50. Schwyn, S.; Garwin, E.; Schmidt-Ott, A. Aerosol Generation by Spark Discharge. Journal of Aerosol Science 1988, 19, 639-642, doi:10.1016/0021-8502(88)90215-7.

51. Burtscher, H.; Schmidt-Ott, A. Enormous Enhancement of van Der Waals Forces between Small Silver Particles. Phys. Rev. Lett. 1982, 48, 1734-1737, doi: 10.1103/PhysRevLett.48.1734.

52. Reinmann, R.; Akram, M. Temporal Investigation of a Fast Spark Discharge in Chemically Inert Gases. J. Phys. D: Appl. Phys. 1997, 30, 1125, doi:10.1088/0022-3727/30/7/010.

53. Mylnikov, D.; Efimov, A.; Ivanov, V. Measuring and Optimization of Energy Transfer to the Interelectrode Gaps during the Synthesis of Nanoparticles in a Spark Discharge. Aerosol Science and Technology 2019, 53, 1393-1403, doi:10.1080/02786826.2019.1665165.

54. Roth, C.; Ferron, G.A.; Karg, E.; Lentner, B.; Schumann, G.; Takenaka, S.; Heyder, J. Generation of Ultrafine Particles by Spark Discharging. Aerosol Science and Technology 2004, 38, 228-235, doi:10.1080/02786820490247632.

55. Mäkelä, J.M.; Aalto, P.; Gorbunov, B.Z.; Korhonen, P. Size Distributions from Aerosol Spark Generator. Journal of Aerosol Science 1992, 23, 233-236, doi: 10.1016/0021-8502(92)90392-9.

56. Maisser, A.; Barmpounis, K.; Attoui, M.B.; Biskos, G.; Schmidt-Ott, A. Atomic Cluster Generation with an Atmospheric Pressure Spark Discharge Generator. Aerosol Science and Technology 2015.

57. Tabrizi, N.S.; Ullmann, M.; Vons, V.A.; Lafont, U.; Schmidt-Ott, A. Generation of Nanoparticles by Spark Discharge. J Nanopart Res 2009, 11, 315-332, doi: 10.1007/s11051-008-9407-y.

58. Ivanov, V.V.; Efimov, A.A.; Mylnikov, D.A.; Lizunova, A.A.; Bagazeev, A.V.; Beketov, I.V.; Shcherbinin, S.V. High-Efficiency Synthesis of Nanoparticles in a Repetitive Multigap Spark Discharge Generator. Tech. Phys. Lett. 2016, 42, 876878, doi: 10.1134/S106378501608023X.

59. Lizunova, A.; Mazharenko, A.; Masnaviev, B.; Khramov, E.; Efimov, A.; Ramanenka, A.; Shuklov, I.; Ivanov, V. Effects of Temperature on the Morphology and Optical Properties of Spark Discharge Germanium Nanoparticles. Materials 2020, 13, 4431, doi:10.3390/ma13194431.

60. Feng, J.; Biskos, G.; Schmidt-Ott, A. Toward Industrial Scale Synthesis of Ultrapure Singlet Nanoparticles with Controllable Sizes in a Continuous Gas-Phase Process. Sci Rep 2015, 5, 15788, doi:10.1038/srep15788.

61. Vons, V.A.; de Smet, L.C.P.M.; Munao, D.; Evirgen, A.; Kelder, E.M.; Schmidt-Ott, A. Silicon Nanoparticles Produced by Spark Discharge. J Nanopart Res 2011, 13, 4867, doi: 10.1007/s11051-011-0466-0.

62. Evans, D.E.; Harrison, R.M.; Ayres, J.G. The Generation and Characterisation of Elemental Carbon Aerosols for Human Challenge Studies. Journal of Aerosol Science 2003, 34, 1023-1041, doi:10.1016/S0021-8502(03)00069-7.

63. Lafont, U.; Simonin, L.; Tabrizi, N.S.; Schmidt-Ott, A.; Kelder, E.M. Synthesis of Nanoparticles of Cu, Sb, Sn, SnSb and Cu2Sb by Densification and Atomization Process. JNanosci Nanotechnol 2009, 9, 2546-2552, doi: 10.1166/jnn.2009.dk13.

64. Vons, V.A.; Anastasopol, A.; Legerstee, W.J.; Mulder, F.M.; Eijt, S.W.H.; SchmidtOtt, A. Low-Temperature Hydrogen Desorption and the Structural Properties of Spark Discharge Generated Mg Nanoparticles. Acta Materialia 2011, 59, 30703080, doi:10.1016/j.actamat.2011.01.047.

65. Horvath, H.; Gangl, M. A Low-Voltage Spark Generator for Production of Carbon Particles. Journal of Aerosol Science 2003, 34, 1581-1588, doi:10.1016/S0021-8502(03)00193-9.

66. Byeon, J.H.; Kim, J.-W. Production of Carbonaceous Nanostructures from a Silver-Carbon Ambient Spark. Applied Physics Letters 2010, 96, 153102, doi:10.1063/1.3396188.

67. Tseng, K.-H.; Chang, C.-Y.; Chung, M.-Y.; Cheng, T.-S. Fabricating TiO2 Nanocolloids by Electric Spark Discharge Method at Normal Temperature and Pressure. Nanotechnology 2017, 28, 465701, doi:10.1088/1361-6528/aa8da9.

68. Takao, Y.; Awano, M.; Kuwahara, Y.; Murase, Y. Preparation of Oxide Superconductive Composite by an Electrostatic Mixing Process. Sensors and Actuators B: Chemical 1996, 31, 131-133, doi:10.1016/0925-4005(96)80029-3.

69. Chadda, S.; Ward, T.L.; Carim, A.; Kodas, T.T.; Ott, K.; Kroeger, D Synthesis of YBa2Cu3O7-y and YBa2Cu4O8 by Aerosol Decomposition. Journal of Aerosol Science 1991, 22, 601-616, doi:10.1016/0021-8502(91)90015-A.

70. Lizunova, A.A.; Mylnikov, D.A.; Efimov, A.A.; Ivanov, V.V. Synthesis of Ge and Si Nanoparticles by Spark Discharge. J. Phys.: Conf. Ser. 2017, 917, 032031, doi:10.1088/1742-6596/917/3/032031.

71. Mardanian, M.; Nevar, A.A.; Nedel'ko, M.; Tarasenko, N.V. Synthesis of Colloidal CuInSe2 Nanoparticles by Electrical Spark Discharge in Liquid. Eur. Phys. J. D 2013, 67, 208, doi: 10.1140/epjd/e2013-40278-y.

72. Highly Efficient Synthesis of Semiconductor Nanoparticles Using Spark

Discharge. Thesis, A^HRo^ 2018.

73. Byeon, J.H.; Park, J.H.; Hwang, J. Spark Generation of Monometallic and Bimetallic Aerosol Nanoparticles. Journal of Aerosol Science 2008, 39, 888-896, doi: 10.1016/j.jaerosci.2008.05.006.

74. Volkening, F.A.; Naidoo, M.N.; Candela, G.A.; Holtz, R.L.; Provenzano, V. Characterization of Nanocrystalline Palladium for Solid State Gas Sensor Applications. Nanostructured Materials 1995, 5, 373-382, doi:10.1016/0965-9773(95)00242-7.

75. Ivanov, V.V.; Efimov, A.A.; Myl'nikov, D.A.; Lizunova, A.A. Synthesis of Nanoparticles in a Pulsed-Periodic Gas Discharge and Their Potential Applications. Russ. J. Phys. Chem. 2018, 92, 607-612, doi:10.1134/S0036024418030093.

76. Mohammed, A.M. Fabrication and Characterization of Gold Nano Particles for DNA Biosensor Applications. Chinese Chemical Letters 2016, 27, 801-806, doi:10.1016/j.cclet.2016.01.013.

77. Efimov, A.A.; Potapov, G.N.; Nisan, A.V.; Ivanov, V.V. Controlled Focusing of Silver Nanoparticles Beam to Form the Microstructures on Substrates. Results in Physics 2017, 7, 440-443, doi:10.1016/j.rinp.2016.12.052.

78. Khabarov, K.M.; Kornyushin, D.V.; Masnaviev, B.I.; Tuzhilin, D.N.; Efimov, A.A.; Saprykin, D.L.; Ivanov, V.V. Laser Sintering of Silver Nanoparticles Deposited by Dry Aerosol Printing. J. Phys.: Conf. Ser. 2019, 1410, 012217, doi:10.1088/1742-6596/1410/1/012217.

79. Mesyats, G.A. Pulsed Power; Springer Science & Business Media, 2007; ISBN 9780-306-48654-8.

80. Pfeiffer, T.V.; Feng, J.; Schmidt-Ott, A. New Developments in Spark Production of Nanoparticles. Advanced Powder Technology 2014, 25, 56-70, doi: 10.1016/j.apt.2013.12.005.

81. Ichinose, N.; Ozaki, Y.; Kashu, S. Physics of Superfine Particles. In Superfine Particle Technology; Ichinose, N., Ozaki, Y., Kashu, S., Eds.; Springer: London, 1992; pp. 21-38 ISBN 978-1-4471-1808-4.

82. MEGARIDIS, C.M.; DOBBINS, R.A. Morphological Description of FlameGenerated Materials. Combustion Science and Technology 1990, 71, 95-109, doi:10.1080/00102209008951626.

83. Kari E.J. Lehtinen, Robert S. Windeler, Sheldon K. Friedlander Prediction of Nanoparticle Size and the Onset of Dendrite Formation Using the Method of Characteristic Times. Journal of Aerosol Science 1996, 27, 883-896, doi:10.1016/0021-8502(96)00011-0.

84. Sotiris E. Pratsinis Flame Aerosol Synthesis of Ceramic Powders. Progress in Energy and Combustion Science 1998, 24, 197-219, doi:10.1016/S0360-1285(97)00028-2.

85. Hinds W.C. Aerosol Technology: Properties, Behavior, and Measurement of Airborne Particles; New York: Wiley-Interscience., 1999; ISBN 0-471-19410-7.

86. Амелин А.Г. Теоретические Основы Образования Тумана При Конденсации Пара; М.:Химия, 1972;

87. Michael R. Zachariah, Michael J. Carrier Molecular Dynamics Computation of GasPhase Nanoparticle Sintering: A Comparison with Phenomenological Models. Journal of Aerosol Science 1999, 30, 1139-1151, doi:10.1016/S0021-8502(98)00782-4.

88. Lehtinen, K.E.J.; Zachariah, M.R. Effect of Coalescence Energy Release on the Temporal Shape Evolution of Nanoparticles. Phys. Rev. B 2001, 63, 205402, doi:10.1103/PhysRevB.63.205402.

89. Nikola Kallay, Suzana Zalac Stability of Nanodispersions: A Model for Kinetics of Aggregation of Nanoparticles. Journal of Colloid and Interface Science 2002, 253, 70-76, doi:10.1006/jcis.2002.8476.

90. Tsantilis, S.; Pratsinis, S.E. Soft- and Hard-Agglomerate Aerosols Made at High Temperatures. Langmuir 2004, 20, 5933-5939, doi:10.1021/la036389w.

91. Smoluchowski, M. v Versuch einer mathematischen Theorie der Koagulationskinetik kolloider Lösungen. Zeitschrift für Physikalische Chemie 1918, 92U, 129-168, doi:10.1515/zpch-1918-9209.

92. Uhrner, U.; von Löwis, S.; Vehkamäki, H.; Wehner, B.; Bräsel, S.; Hermann, M.; Stratmann, F.; Kulmala, M.; Wiedensohler, A. Dilution and Aerosol Dynamics within a Diesel Car Exhaust Plume—CFD Simulations of on-Road Measurement Conditions. Atmospheric Environment 2007, 41, 7440-7461, doi: 10.1016/j.atmosenv.2007.05.057.

93. Ouyang, H.; Gopalakrishnan, R.; Hogan, C.J., Jr. Nanoparticle Collisions in the Gas Phase in the Presence of Singular Contact Potentials. The Journal of Chemical Physics 2012, 137, 064316, doi:10.1063/1.4742064.

94. Ravi, L.; Girshick, S.L. Coagulation of Nanoparticles in a Plasma. Phys. Rev. E2009, 79, 026408, doi: 10.1103/PhysRevE.79.026408.

95. Jo, Y.-S.; Lee, H.-J.; Park, H.-M.; Na, T.-W.; Jung, J.-S.; Min, S.-H.; Kim, Y.K.; Yang, S.-M. Chemical Vapor Synthesis of Nonagglomerated Nickel Nanoparticles by In-Flight Coating. ACS Omega 2021, 6, 27842-27850, doi:10.1021/acsomega.1c03468.

96. Zhang, J.; Ahmadi, M.; Fargas, G.; Perinka, N.; Reguera, J.; Lanceros-Méndez, S.; Llanes, L.; Jiménez-Piqué, E. Silver Nanoparticles for Conductive Inks: From Synthesis and Ink Formulation to Their Use in Printing Technologies. Metals 2022, 12, 234, doi:10.3390/met12020234.

97. Efimov, A.A.; Arsenov, P.V.; Borisov, V.I.; Buchnev, A.I.; Lizunova, A.A.; Kornyushin, D.V.; Tikhonov, S.S.; Musaev, A.G.; Urazov, M.N.; Shcherbakov, M.I.; et al. Synthesis of Nanoparticles by Spark Discharge as a Facile and Versatile Technique of Preparing Highly Conductive Pt Nano-Ink for Printed Electronics. Nanomaterials 2021, 11, 234, doi:10.3390/nano11010234.

98. Han, K.; Kim, W.; Yu, J.; Lee, J.; Lee, H.; Gyu Woo, C.; Choi, M. A Study of Pinto-Plate Type Spark Discharge Generator for Producing Unagglomerated Nanoaerosols. Journal of Aerosol Science 2012, 52, 80-88, doi: 10.1016/j.jaerosci.2012.05.002.

99. Park, K.-T.; Farid, M.M.; Hwang, J. Anti-Agglomeration of Spark Discharge-Generated Aerosols via Unipolar Air Ions. Journal of Aerosol Science 2014, 67, 144156, doi:10.1016/j.jaerosci.2013.09.009.

100. Schmidt-Ott, A. In Situ Measurement of the Fractal Dimensionality of Ultrafine Aerosol Particles. Applied Physics Letters 1988, 52, 954-956, doi:10.1063/1.99239.

101. Frank Einar Kruis, Heinz Fissan, Bernd Rellinghaus Sintering and Evaporation Characteristics of Gas-Phase Synthesis of Size-Selected PbS Nanoparticles. Materials Science and Engineering: B 2000, 69-70, 329-334, doi:10.1016/S0921-5107(99)00298-6.

102. Halonen, E.; Viiru, T.; Ostman, K.; Cabezas, A.L.; Mantysalo, M. Oven Sintering Process Optimization for Inkjet-Printed Ag Nanoparticle Ink. IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology 2013, 3, 350-356, doi:10.1109/TCPMT.2012.2226458.

103. Kim, D.; Moon, J. Highly Conductive Ink Jet Printed Films of Nanosilver Particles for Printable Electronics. Electrochem. Solid-State Lett. 2005, 8, J30, doi:10.1149/1.2073670.

104. Buffat, Ph.; Borel, J.-P. Size Effect on the Melting Temperature of Gold Particles. Phys. Rev. A 1976, 13, 2287-2298, doi:10.1103/PhysRevA.13.2287.

105. Lizunova, A.A.; Efimov, A.A.; Arsenov, P.V.; Ivanov, V.V. Influence of the Sintering Temperature on Morphology and Particle Size of Silver Synthesized by Spark Discharge. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2018, 307, 012081, doi:10.1088/1757-899X/307/1/012081.

106. Khabarov, K.; Nouraldeen, M.; Tikhonov, S.; Lizunova, A.; Efimov, A.; Ivanov, V. Modification of Aerosol Gold Nanoparticles by Nanosecond Pulsed-Periodic Laser Radiation. Nanomaterials 2021, 11, 2701, doi: 10.3390/nano11102701.

107. Khabarov, K.; Nouraldeen, M.; Tikhonov, S.; Lizunova, A.; Seraya, O.; Filalova, E.; Ivanov, V. Comparison of Aerosol Pt, Au and Ag Nanoparticles Agglomerates Laser Sintering. Materials 2022, 15, 227, doi:10.3390/ma15010227.

108. Moskovits, M. Surface-Enhanced Raman Spectroscopy: A Brief Retrospective. Journal of Raman Spectroscopy 2005, 36, 485-496, doi: 10.1002/jrs.1362.

109. Ding, S.-Y.; You, E.-M.; Tian, Z.-Q.; Moskovits, M. Electromagnetic Theories of Surface-Enhanced Raman Spectroscopy. Chem. Soc. Rev. 2017, 46, 4042-4076, doi: 10.1039/C7CS00238F.

110. M.K. Fan, G.F.S. Andrade, A.G. Brolo A Review on the Fabrication of Substrates for Surface Enhanced Raman Spectroscopy and Their Applications in Analytical Chemistry. Analytica Chimica Acta 2011, 693, 7-25, doi:10.1016/j.aca.2011.03.002.

111. Camden, J.P.; Dieringer, J.A.; Zhao, J.; Van Duyne, R.P. Controlled Plasmonic Nanostructures for Surface-Enhanced Spectroscopy and Sensing. Acc. Chem. Res. 2008, 41, 1653-1661, doi:10.1021/ar800041s.

112. Atta, S.; Tsoulos, T.V.; Fabris, L. Shaping Gold Nanostar Electric Fields for Surface-Enhanced Raman Spectroscopy Enhancement via Silica Coating and Selective Etching. J. Phys. Chem. C 2016, 120, 20749-20758, doi:10.1021/acs.jpcc.6b01949.

113. Aldeanueva-Potel, P.; Carbó-Argibay, E.; Pazos-Pérez, N.; Barbosa, S.; Pastoriza-Santos, I.; Alvarez-Puebla, R.A.; Liz-Marzán, L.M. Spiked Gold Beads as Substrates for Single-Particle SERS. ChemPhysChem 2012, 13, 2561-2565, doi: 10.1002/cphc.201101014.

114. Cathcart, N.; Chen, J.I.L.; Kitaev, V. LSPR Tuning from 470 to 800 Nm and Improved Stability of Au-Ag Nanoparticles Formed by Gold Deposition and Rebuilding in the Presence of Poly(Styrenesulfonate). Langmuir 2018, 34, 612-621, doi: 10.1021/acs.langmuir.7b03537.

115. Liu, P.; Chen, H.; Wang, H.; Yan, J.; Lin, Z.; Yang, G. Fabrication of Si/Au Core/Shell Nanoplasmonic Structures with Ultrasensitive Surface-Enhanced Raman Scattering for Monolayer Molecule Detection. J. Phys. Chem. C 2015, 119, 12341246, doi: 10.1021/jp5111482.

116. Brito-Silva, A.M.; Sobral-Filho, R.G.; Barbosa-Silva, R.; de Araújo, C.B.; Galembeck, A.; Brolo, A.G. Improved Synthesis of Gold and Silver Nanoshells. Langmuir 2013, 29, 4366-4372, doi:10.1021/la3050626.

117. Neves, T.B.V.; Landi, S.M.; Sena, L.A.; Archanjo, B.S.; Andrade, G.F.S. Silicon Dioxide Covered Au and Ag Nanoparticles for Shell-Isolated Nanoparticle Enhanced Spectroscopies in the near-Infrared. RSC Adv. 2015, 5, 59373-59378, doi: 10.1039/C5RA08969G.

118. Li, J.-F.; Zhang, Y.-J.; Ding, S.-Y.; Panneerselvam, R.; Tian, Z.-Q. Core-Shell Nanoparticle-Enhanced Raman Spectroscopy. Chem. Rev. 2017, 117, 5002-5069, doi:10.1021/acs.chemrev.6b00596.

119. Cinel, N.A.; Qakmakyapan, S.; Erta§, G.; Ozbay, E. Concentric Ring Structures as Efficient SERS Substrates. IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics 2013, 19, 4601605-4601605, doi:10.1109/JSTQE.2012.2235824.

120. Wang, D.; Zhu, W.; Best, M.D.; Camden, J.P.; Crozier, K.B. Directional Raman Scattering from Single Molecules in the Feed Gaps of Optical Antennas. Nano Lett. 2013, 13, 2194-2198, doi:10.1021/nl400698w.

121. Wang, D.; Zhu, W.; Best, M.D.; Camden, J.P.; Crozier, K.B. Wafer-Scale Metasurface for Total Power Absorption, Local Field Enhancement and Single Molecule Raman Spectroscopy. Sci Rep 2013, 3, 2867, doi:10.1038/srep02867.

122. Zhang, Q.; Lee, Y.H.; Phang, I.Y.; Lee, C.K.; Ling, X.Y. Hierarchical 3D SERS Substrates Fabricated by Integrating Photolithographic Microstructures and Self-Assembly of Silver Nanoparticles. Small 2014, 10, 2703-2711, doi: 10.1002/smll.201303773.

123. Li, J.; Chen, C.; Jans, H.; Xu, X.; Verellen, N.; Vos, I.; Okumura, Y.; Moshchalkov, V.V.; Lagae, L.; Dorpe, P.V. 300 Mm Wafer-Level, Ultra-Dense Arrays of Au-Capped Nanopillars with Sub-10 Nm Gaps as Reliable SERS Substrates. Nanoscale 2014, 6, 12391-12396, doi:10.1039/C4NR04315D.

124. Andrade, G.F.S.; Min, Q.; Gordon, R.; Brolo, A.G. Surface-Enhanced Resonance Raman Scattering on Gold Concentric Rings: Polarization Dependence and Intensity Fluctuations. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 2672-2676, doi:10.1021/jp2087362.

125. X.Q. Zhang, W.J. Salcedo, M.M. Rahman Surface-Enhanced Raman Scattering from Bowtie Nanoaperture Arrays. Surface Science 2018, 676, 39-45, doi: 10.1016/j.susc.2018.02.003.

126. Gopalakrishnan, A.; Chirumamilla, M.; De Angelis, F.; Toma, A.; Zaccaria, R.P.; Krahne, R. Bimetallic 3D Nanostar Dimers in Ring Cavities: Recyclable and Robust Surface-Enhanced Raman Scattering Substrates for Signal Detection from Few Molecules. ACSNano 2014, 8, 7986-7994, doi:10.1021/nn5020038.

127. Son, J.G.; Han, S.W.; Wi, J.-S.; Lee, T.G. Guided Formation of Sub-5 Nm Interstitial Gaps between Plasmonic Nanodisks. Nanoscale 2015, 7, 8338-8342, doi:10.1039/C5NR01317H.

128. Sardari, B.; Ozcan, M. Real-Time and Tunable Substrate for Surface Enhanced Raman Spectroscopy by Synthesis of Copper Oxide Nanoparticles via Electrolysis. Sci Rep 2017, 7, 7730, doi:10.1038/s41598-017-08199-0.

129. Dou, X.; Chung, P.-Y.; Sha, H.; Lin, Y.-C.; Jiang, P. Large-Scale Fabrication of Nanodimple Arrays for Surface-Enhanced Raman Scattering. Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, 15, 12680-12687, doi:10.1039/C3CP50714A.

130. E.P. Hoppmann, W.W. Yu, I.M. White Highly Sensitive and Flexible Inkjet Printed SERS Sensors on Paper. Methods 2013, 63, 219-224, doi: 10.1016/j.ymeth.2013.07.010.

131. Polavarapu, L.; Porta, A.L.; Novikov, S.M.; Coronado-Puchau, M.; Liz-Marzan, L.M. Pen-on-Paper Approach toward the Design of Universal Surface Enhanced Raman Scattering Substrates. Small 2014, 10, 3065-3071, doi: 10.1002/smll.201400438.

132. Naik, G.V.; Shalaev, V.M.; Boltasseva, A. Alternative Plasmonic Materials: Beyond Gold and Silver. Advanced Materials 2013, 25, 3264-3294, doi: 10.1002/adma.201205076.

133. West, P. r.; Ishii, S.; Naik, G. v.; Emani, N. k.; Shalaev, V. m.; Boltasseva, A. Searching for Better Plasmonic Materials. Laser & Photonics Reviews 2010, 4, 795808, doi: 10.1002/lpor.200900055.

134. Nazemi, H.; Joseph, A.; Park, J.; Emadi, A. Advanced Micro- and Nano-Gas Sensor Technology: A Review. Sensors 2019, 19, 1285, doi:10.3390/s19061285.

135. Lu, C.Y.; Chang, S.P.; Chang, S.J. ZnO Nanowire-Based Oxygen Gas Sensor. In Proceedings of the 2008 IEEE International Conference on Electron Devices and Solid-State Circuits; December 2008; pp. 1-4.

136. Wang, J.; Yang, J.; Chen, D.; Jin, L.; Li, Y.; Zhang, Y.; Xu, L.; Guo, Y.; Lin, F.; Wu, F. Gas Detection Microsystem With MEMS Gas Sensor and Integrated Circuit. IEEE Sensors Journal 2018, 18, 6765-6773, doi:10.1109/JSEN.2018.2829742.

137. J. Courbat, D. Briand, L. Yue, S. Raible, N. De Rooij Drop-Coated Metal-Oxide Gas Sensor on Polyimide Foil with Reduced Power Consumption for Wireless Applications. Sensors and Actuators B: Chemical 2012, 161, 862-868, doi: 10.1016/j.snb.2011.11.050.

138. Kim, M.; Mi, H.; Cho, M.; Seo, J.-H.; Zhou, W.; Gong, S.; Ma, Z. Tunable Biaxial In-Plane Compressive Strain in a Si Nanomembrane Transferred on a Polyimide Film. Applied Physics Letters 2015, 106, 212107, doi:10.1063/1.4922043.

139. Wang, X.; Xu, P.; Tang, L.; Chen, Y.; Li, X. Nano Beta Zeolites Catalytic-Cracking Effect on Hydrochlorofluorocarbon Molecule for Specific Detection of Freon. J. Mater. Chem. A 2021, 9, 15321-15328, doi:10.1039/D1TA02928B.

140. S. Moon, H.-K. Lee, N. Choi, H. Kang, J. Lee, S. Ahn, et al. Low Power Consumption Micro C2H5OH Gas Sensor Based on Micro-Heater and Ink Jetting Technique. Sensors and Actuators B: Chemical 2015, 217, 146-150, doi: 10.1016/j.snb.2014.10.034.

141. K. Kang, D. Yang, J. Park, S. Kim, I. Cho, H.-H. Yang, et al. Micropatterning of Metal Oxide Nanofibers by Electrohydrodynamic (EHD) Printing towards Highly Integrated and Multiplexed Gas Sensor Applications. Sensors and Actuators B: Chemical 2017, 250, 574-583, doi:10.1016/j.snb.2017.04.194.

142. Long, H.; Harley-Trochimczyk, A.; He, T.; Pham, T.; Tang, Z.; Shi, T.; Zettl, A.; Mickelson, W.; Carraro, C.; Maboudian, R. In Situ Localized Growth of Porous Tin Oxide Films on Low Power Microheater Platform for Low Temperature CO Detection. ACS Sens. 2016, 1, 339-343, doi:10.1021/acssensors.5b00302.

143. Rao, A.; Long, H.; Harley-Trochimczyk, A.; Pham, T.; Zettl, A.; Carraro, C.; Maboudian, R. In Situ Localized Growth of Ordered Metal Oxide Hollow Sphere Array on Microheater Platform for Sensitive, Ultra-Fast Gas Sensing. ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 2634-2641, doi:10.1021/acsami.6b12677.

144. Cho, I.; Kang, K.; Yang, D.; Yun, J.; Park, I. Localized Liquid-Phase Synthesis of Porous SnO2 Nanotubes on MEMS Platform for Low-Power, High Performance Gas Sensors. ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 27111-27119, doi:10.1021/acsami.7b04850.

145. Xu, D.; Xu, P.; Wang, X.; Chen, Y.; Yu, H.; Zheng, D.; Li, X. Pentagram-Shaped Ag@Pt Core-Shell Nanostructures as High-Performance Catalysts for Formaldehyde Detection. ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 8091-8097, doi:10.1021/acsami.9b17201.

146. K.-W. Choi, J.-S. Lee, M.-H. Seo, M.-S. Jo, J.-Y. Yoo, G.S. Sim, et al. Batch-Fabricated CO Gas Sensor in Large-Area (8-Inch) with Sub-10 mW Power Operation. Sensors and Actuators B: Chemical 2019, 289, 153-159, doi: 10.1016/j.snb.2019.03.074.

147. Choi, K.-W.; Jo, M.-S.; Lee, J.-S.; Yoo, J.-Y.; Yoon, J.-B. Perfectly Aligned, Air-Suspended Nanowire Array Heater and Its Application in an Always-On Gas Sensor. Advanced Functional Materials 2020, 30, 2004448, doi:10.1002/adfm.202004448.

148. Hirt, L.; Reiser, A.; Spolenak, R.; Zambelli, T. Additive Manufacturing of Metal Structures at the Micrometer Scale. Advanced Materials 2017, 29, 1604211, doi: 10.1002/adma.201604211.

149. Carlotti, M.; Mattoli, V. Functional Materials for Two-Photon Polymerization in Microfabrication. Small 2019, 15, 1902687, doi:10.1002/smll.201902687.

150. Rahman, K.; Khan, A.; Muhammad, N.M.; Jo, J.; Choi, K.-H. Fine-Resolution Patterning of Copper Nanoparticles through Electrohydrodynamic Jet Printing. J. Micromech. Microeng. 2012, 22, 065012, doi:10.1088/0960-1317/22/6/065012.

151. Eliyahu, D.; Gileadi, E.; Galun, E.; Eliaz, N. Atomic Force Microscope-Based Meniscus-Confined Three-Dimensional Electrodeposition. Advanced Materials Technologies 2020, 5, 1900827, doi:10.1002/admt.201900827.

152. Seol, S.K.; Kim, D.; Lee, S.; Kim, J.H.; Chang, W.S.; Kim, J.T. Electrodeposition-Based 3D Printing of Metallic Microarchitectures with Controlled Internal Structures. Small 2015, 11, 3896-3902, doi:10.1002/smll.201500177.

153. Suryavanshi, A.P.; Yu, M.-F. Probe-Based Electrochemical Fabrication of Freestanding Cu Nanowire Array. Applied Physics Letters 2006, 88, 083103, doi: 10.1063/1.2177538.

154. Bong Kyun Park, Dongjo Kim, Sunho Jeong, Jooho Moon, Jang Sub Kim Direct Writing of Copper Conductive Patterns by Ink-Jet Printing. Thin Solid Films 2007, 515, 7706-7711, doi:10.1016/j.tsf.2006.11.142.

155. Jeong, S.; Woo, K.; Kim, D.; Lim, S.; Kim, J.S.; Shin, H.; Xia, Y.; Moon, J. Controlling the Thickness of the Surface Oxide Layer on Cu Nanoparticles for the Fabrication of Conductive Structures by Ink-Jet Printing. Advanced Functional Materials 2008, 18, 679-686, doi:10.1002/adfm.200700902.

156. Jones, F.L. Electrode Erosion by Spark Discharges. Br. J. Appl. Phys. 1950, 1, 60, doi: 10.1088/0508-3443/1/3/302.

157. Aghajani, S.; Accardo, A.; Tichem, M. Process and Nozzle Design for HighResolution Dry Aerosol Direct Writing (dADW) of Sub-100 Nm Nanoparticles. Additive Manufacturing 2022, 54, 102729, doi:10.1016/j.addma.2022.102729.

158. Efimov, A.A.; Kornyushin, D.V.; Buchnev, A.I.; Kameneva, E.I.; Lizunova, A.A.; Arsenov, P.V.; Varfolomeev, A.E.; Pavzderin, N.B.; Nikonov, A.V.; Ivanov, V.V. Fabrication of Conductive and Gas-Sensing Microstructures Using Focused Deposition of Copper Nanoparticles Synthesized by Spark Discharge. Applied Sciences 2021, 11, 5791, doi:10.3390/app11135791.

159. Xu, C.H.; Xie, B.; Liu, Y.J.; He, L.B.; Han, M. Optimizing Surface-Enhanced Raman Scattering by Template Guided Assembling of Closely Spaced Silver Nanocluster Arrays. Eur. Phys. J. D 2009, 52, 111-114, doi:10.1140/epjd/e2009-00057-1.

160. Wang, R.; He, Z.; Sokolov, A.V.; Kurouski, D. Gap-Mode Tip-Enhanced Raman Scattering on Au Nanoplates of Varied Thickness. J. Phys. Chem. Lett. 2020, 11, 3815-3820, doi:10.1021/acs.jpclett.0c01021.

161. Bozhevolnyi, S.I.; Volkov, V.S.; Leosson, K. Localization and Waveguiding of Surface Plasmon Polaritons in Random Nanostructures. Phys. Rev. Lett. 2002, 89, 186801, doi:10.1103/PhysRevLett. 89.186801.

162. Milekhin, A.G.; Rahaman, M.; Rodyakina, E.E.; Latyshev, A.V.; Dzhagan, V.M.; Zahn, D.R.T. Giant Gap-Plasmon Tip-Enhanced Raman Scattering of MoS2 Monolayers on Au Nanocluster Arrays. Nanoscale 2018, 10, 2755-2763, doi: 10.1039/C7NR06640F.

163. Le Ru, E.C.; Blackie, E.; Meyer, M.; Etchegoin, P.G. Surface Enhanced Raman Scattering Enhancement Factors: A Comprehensive Study. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 13794-13803, doi:10.1021/jp0687908.

164. Kipling, J.J.; Wilson, R.B. Adsorption of Methylene Blue in the Determination of Surface Areas. Journal of Applied Chemistry 1960, 10, 109-113, doi:10.1002/jctb.5010100303.

165. Lavine, B. A User-Friendly Guide to Multivariate Calibration and Classification, Tomas Naes, Tomas Isakson, Tom Fearn and Tony Davies, NIR Publications, Chichester, 2002, ISBN 0-9528666-2-5, £45.00. Journal of Chemometrics 2003, 17, 571-572, doi:10.1002/cem.815.

166. Nishijima, Y.; Rosa, L.; Juodkazis, S. Surface Plasmon Resonances in Periodic and Random Patterns of Gold Nano-Disks for Broadband Light Harvesting. Opt Express 2012, 20, 11466-11477, doi:10.1364/OE.20.011466.

167. Klimov, V. Nanoplasmonics; CRC Press, 2014; ISBN 978-981-4267-42-7.

168. Tsuboi, Y.; Shoji, T.; Kitamura, N.; Takase, M.; Murakoshi, K.; Mizumoto, Y.; Ishihara, H. Optical Trapping of Quantum Dots Based on Gap-Mode-Excitation of Localized Surface Plasmon. J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 2327-2333, doi:10.1021/jz100659x.

169. Gaponenko, S.V.; Guzatov, D.V. Colloidal Plasmonics for Active Nanophotonics. Proceedings of the IEEE 2020, 108, 704-720, doi: 10.1109/JPROC.2019.2958875.

170. Kulakovich, O.S.; Shabunya-Klyachkovskaya, E.V.; Matsukovich, A.S.; Trotsiuk, L.L.; Gaponenko, S.V. Plasmonic Enhancement of Raman Scattering for Metal-Analyte Sandwich Configuration. J Appl Spectrosc 2016, 83, 860-863, doi:10.1007/s10812-016-0375-1.

171. Seney, C.S.; Gutzman, B.M.; Goddard, R.H. Correlation of Size and Surface-Enhanced Raman Scattering Activity of Optical and Spectroscopic Properties for Silver Nanoparticles. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 74-80, doi:10.1021/jp805698e.

172. Chen, T.; Pourmand, M.; Feizpour, A.; Cushman, B.; Reinhard, B.M. Tailoring Plasmon Coupling in Self-Assembled One-Dimensional Au Nanoparticle Chains through Simultaneous Control of Size and Gap Separation. J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 2147-2152, doi:10.1021/jz401066g.

173. Bujko, A.; Bojarski, C.; Bujko, R. Investigation of Anti-Stokes Fluorescence in Mixed Rhodamine 6G—Malachite Green Systems. Acta Physica Hungarica 1983, 54, 139-146, doi:10.1007/BF03158700.

174. Nakashima, K.; Duhamel, J.; Winnik, M.A. Photophysical Processes on a Latex Surface: Electronic Energy Transfer from Rhodamine Dyes to Malachite Green

Available online: https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/j100143a029 (accessed on 28 May 2024).

175. Tamai, N.; Yamazaki, T.; Yamazaki, I.; Mizuma, A.; Mataga, N. Excitation Energy Transfer between Dye Molecules Absorbed on Vesicle Surface Available online: https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/j100297a010 (accessed on 28 May 2024).

176. Pines, D.; Huppert, D. Electronic Energy Transport and Trapping on Fractals. The Journal of Chemical Physics 1989, 91, 7291-7295, doi:10.1063/1.457296.

177. Stark, J.; Lipp, F. Einfluss der innermolekularen Relativbewegung auf die Intensität der Absorption und Fluoreszenz von Valenzelektronen. Zeitschrift für Physikalische Chemie 1914, 86U,, 36-50, doi:10.1515/zpch-1914-8603.

178. Schmidt, G.C. Über Lumineszenz von Festen Lösungen. Annalen der Physik 1921, 370, 247-256, doi:10.1002/andp.19213701105.

179. Goudeli, E. Chapter 4 - Formation and Growth of Fractal-like Agglomerates and Aggregates in the Gas Phase. In Frontiers of Nanoscience; Grammatikopoulos, P., Ed.; Computational Modelling of Nanomaterials; Elsevier, 2020; Vol. 17, pp. 41-60.

180. Fu, Q.; Stein, M.; Li, W.; Zheng, J.; Kruis, F.E. Conductive Films Prepared from Inks Based on Copper Nanoparticles Synthesized by Transferred Arc Discharge. Nanotechnology 2019, 31, 025302, doi:10.1088/1361-6528/ab4524.

181. Kim, C.; Lee, G.; Rhee, C.; Lee, M. Expeditious Low-Temperature Sintering of Copper Nanoparticles with Thin Defective Carbon Shells. Nanoscale 2015, 7, 66276635, doi: 10.1039/C5NR00956A.

182. Ragulya, A.V. Consolidation of Ceramic Nanopowders. Advances in Applied Ceramics 2008, 107, 118-134, doi:10.1179/174367608X318844.

183. Beedasy, V.; Smith, P.J. Printed Electronics as Prepared by Inkjet Printing. Materials 2020, 13, 704, doi:10.3390/ma13030704.

184. Rydosz, A. The Use of Copper Oxide Thin Films in Gas-Sensing Applications. Coatings 2018, 8, 425, doi: 10.3390/coatings8120425.

185. Kim, I.; Kim, J. The Effect of Reduction Atmospheres on the Sintering Behaviors of Inkjet-Printed Cu Interconnectors. Journal of Applied Physics 2010, 108, 102807, doi: 10.1063/1.3511688.

186. Magdassi, S.; Grouchko, M.; Kamyshny, A. Copper Nanoparticles for Printed Electronics: Routes Towards Achieving Oxidation Stability. Materials 2010, 3, 4626-4638, doi: 10.3390/ma3094626.

187. Reisman, A.; Berkenblit, M.; Ghez, R.; Chan, S.A. The Equilibrium Constant for the Reaction of ZnO + H2 and the Chemical Vapor Transport of Zno via the Zn + H2O Reaction. J. Electron. Mater. 1972, 1, 395-419, doi:10.1007/BF02659165.

188. Qi, J.; Hu, X. The Loss of ZnO as the Support for Metal Catalysts by H2 Reduction. Phys. Chem. Chem. Phys. 2020, 22, 3953-3958, doi:10.1039/C9CP06093F.

189. German, R.M. Chapter Thirteen - Nanoscale Sintering. In Sintering: from Empirical Observations to Scientific Principles; German, R.M., Ed.; ButterworthHeinemann: Boston, 2014; pp. 413-432 ISBN 978-0-12-401682-8.

190. Ferkel, H.; Hellmig, R.J. Effect of Nanopowder Deagglomeration on the Densities of Nanocrystalline Ceramic Green Bodies and Their Sintering Behaviour.

Nanostructured Materials 1999, 11, 617-622, doi:10.1016/S0965-9773(99)00348-7.

191. Giuntini, D.; Bordia, R.K.; Olevsky, E.A. Feasibility of in Situ De-Agglomeration during Powder Consolidation. Journal of the American Ceramic Society 2019, 102, 628-643, doi: 10.1111/jace.15899.

192. Steinhauer, S. Gas Sensors Based on Copper Oxide Nanomaterials: A Review. Chemosensors 2021, 9, 51, doi:10.3390/chemosensors9030051.

193. Lin, T.; Lv, X.; Hu, Z.; Xu, A.; Feng, C. Semiconductor Metal Oxides as Chemoresistive Sensors for Detecting Volatile Organic Compounds. Sensors 2019, 19, 233, doi:10.3390/s19020233.