Moisture adsorption by porous terahertz optical materials: a case study of artificial SiO<sub>2</sub> opals
Notice bibliographique
Résumé
Artificial opals fabricated by sedimentation and self-assembly of colloidal SiO 2 nanoparticles and annealed at different temperatures were recently considered favorable terahertz (THz) optical materials with manageable optical properties. However, interactions between such a porous material and water vapour in a humid atmosphere can hamper their THz applications due to the related changes in the material parameters and additional power loss. To quantify such an effect, in this paper, moisture adsorption by artificial SiO2 opals is studied using THz pulsed spectroscopy. Particularly, opals of two kinds were sedimented from the colloidal suspension of 300-nm-diameter SiO 2 nanoparticles with different intraglobular structures and porosity. They were annealed at temperatures of 200–800°C aimed at changing their internal structure, porosity, and THz optical properties. Opals were dehydrated in a vacuum and then exposed to a humid atmosphere with 82.0 ± 2.0% relative humidity, while their THz complex dielectric permittivity was evaluated in situ in the 0.5–2.5 THz range. The observed changes in the THz dielectric curves were analyzed using the sum rule and the adsorption kinetics models. Our findings reveal a strong dependence of the THz dielectric response, amount of adsorbed water, and adsorption time constant on the opal type and annealing conditions. This effect has a general character: it can hamper real-live applications of a variety of porous THz optical materials and, thus, should be taken into account during their synthesis.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 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) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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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 tête enseignante, 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 ».