Plasma-Mediated Nanocavitation and Photothermal Effects in Ultrafast Laser Irradiation of Gold Nanorods in Water
Notice bibliographique
Résumé
We present a theoretical and experimental study that reveals the physical mechanism underlying the response of an in-resonance gold nanorod (AuNR) in water to a near-infrared ultrafast laser pulse. Results reveal the presence of two different regimes of interaction, depending on the irradiation fluence. For fluences below 3 mJ/cm 2, AuNRs are in the so-called absorption regime and are shown to strongly absorb energy, leading to a fast temperature increase revealed by the onset of characteristic mechanical vibration of the structure. In situ measurement demonstrates a permanent deformation of the AuNRs occurring for fluences over 100 μJ/cm 2 . In the absorption regime, we show the formation of a nanoscale plasma around the structure, dominated by a photothermal emission from the AuNR, and the generation of a pressure wave. However, no cavitation occurs under the deformation threshold fluence (100 μJ/cm 2 ). For fluences over 3 mJ/cm 2, in the near-field regime, the energy transfer is dominated by the enhanced near-field around the particle that directly ionizes and heats a nanoplasma in the surrounding water. We theoretically show that bubbles with diameters ≈ 490 nm can be generated in this near-field regime for an incident fluence of 200 mJ/cm 2 . In situ optical characterization of the produced bubbles supports this result and shows that bubbles with diameters ≈ 200–600 nm can be generated for fluences ranging 100–400 mJ/cm 2 . Important shielding of the laser–nanostructure interaction by the surrounding plasma is shown to decrease considerably the near-field enhancement, the energy absorption, and the diameter of the generated bubbles and may explain the smaller bubbles generated around in-resonance 10 × 41 nm 2 AuNRs when compared to off-resonance 25 × 60 nm 2 AuNRs and 100 nm AuNPs.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».