Publication:
Germanium Nanoparticles Prepared by Laser Ablation in Low Pressure Helium and Nitrogen Atmosphere for Biophotonic Applications

Дата
2022
Авторы
Fronya, A. A.
Antonenko, S. V.
Karpov, N. V.
Pokryshkin, N. S.
Eremina, A. S.
Kharin, A. Y.
Dombrovska, Y. I.
Garmash, A. A.
Kargin, N. I.
Klimentov, S. M.
Показать ещё 8
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Издатель
Научные группы
Организационные подразделения
OrgUnit Logo
Организационная единица
Инженерно-физический институт биомедицины
Цель ИФИБ и стратегия развития – это подготовка высококвалифицированных кадров на базе передовых исследований и разработок новых перспективных методов и материалов в области инженерно-физической биомедицины. Занятие лидерских позиций в биомедицинских технологиях XXI века и внедрение их в образовательный процесс, что отвечает решению практикоориентированной задачи мирового уровня – диагностике и терапии на клеточном уровне социально-значимых заболеваний человека.
OrgUnit Logo
Организационная единица
Институт нанотехнологий в электронике, спинтронике и фотонике
Институт ИНТЭЛ занимается научной деятельностью и подготовкой специалистов в области исследования физических принципов, проектирования и разработки технологий создания компонентной базы электроники гражданского и специального назначения, а также построения современных приборов на её основе. ​Наша основная цель – это создание и развитие научно-образовательного центра мирового уровня в области наноструктурных материалов и устройств электроники, спинтроники, фотоники, а также создание эффективной инновационной среды в области СВЧ-электронной и радиационно-стойкой компонентной базы, источников ТГц излучения, ионно-кластерных технологий материалов.​
OrgUnit Logo
Организационная единица
Другие подразделения НИЯУ МИФИ
Структурные подразделения НИЯУ МИФИ, не включенные в состав институтов и факультетов.
Выпуск журнала
Аннотация
Due to particular physico-chemical characteristics and prominent optical properties, nanostructured germanium (Ge) appears as a promising material for biomedical applications, but its use in biological systems has been limited so far due to the difficulty of preparation of Ge nanostructures in a pure, uncontaminated state. Here, we explored the fabrication of Ge nanoparticles (NPs) using methods of pulsed laser ablation in ambient gas (He or He-N2 mixtures) maintained at low residual pressures (1-5 Torr). We show that the ablated material can be deposited on a substrate (silicon wafer in our case) to form a nanostructured thin film, which can then be ground in ethanol by ultrasound to form a stable suspension of Ge NPs. It was found that these formed NPs have a wide size dispersion, with sizes between a few nm and hundreds of nm, while a subsequent centrifugation step renders possible the selection of one or another NP size fraction. Structural characterization of NPs showed that they are composed of aggregations of Ge crystals, covered by an oxide shell. Solutions of the prepared NPs exhibited largely dominating photoluminescence (PL) around 450 nm, attributed to defects in the germanium oxide shell, while a separated fraction of relatively small (5-10 nm) NPs exhibited a red-shifted PL band around 725 nm under 633 nm excitation, which could be attributed to quantum confinement effects. It was also found that the formed NPs exhibit high absorption in the visible and near-IR spectral ranges and can be strongly heated under photoexcitation in the region of relative tissue transparency, which opens access to phototherapy functionality. Combining imaging and therapy functionalities in the biological transparency window, laser-synthesized Ge NPs present a novel promising object for cancer theranostics.
Описание
Ключевые слова
Цитирование
Germanium Nanoparticles Prepared by Laser Ablation in Low Pressure Helium and Nitrogen Atmosphere for Biophotonic Applications / Fronya, A.A. [et al.] // Materials. - 2022. - 15. - № 15. - 10.3390/ma15155308
URI
https://www.doi.org/10.3390/ma15155308
 https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-85137147096&origin=resultslist
 http://gateway.webofknowledge.com/gateway/Gateway.cgi?GWVersion=2&SrcAuth=Alerting&SrcApp=Alerting&DestApp=WOS_CPL&DestLinkType=FullRecord&UT=WOS:000838960900001
 https://openrepository.mephi.ru/handle/123456789/27522
Коллекции
Публикации