Введение к работе
Актуальность работы. Несмотря на изобилие в .природе и технике мелких структурированных частиц, например, згрегатоЕ из нанометровых частиц-мономеров, изучение эптических свойств и механизмов образования этих частиц Зыли крайне затруднены из-за их сложной структуры. Лишь сравнительно недавно был предложен весьма перспективный способ математического описания структуры некоторых видов агрегатов при помощи так называемой хаусдорфовой или орактальной размерноети.На основании простой математической обработки распределения частиц-мономеров в объеме можно сделать заключение о возможности приписать агрегату фрактальную размерность и найти её величину.Агрегаты частиц, эбладагощие фрактальной размерностью, обычно называют фрактальными кластерами ( ФК ).Многочисленные работы по машинному лоделированига роста агрегатов позволяют связать размерность Ж с определенным механизмом роста.В связи с этим, весьма інтересно изучение структуры агрегатов, полученных в реальных физических или химических процессах.
Известно несколько способов получения мелких частиц, обладающих сложной структурой.В связи с развитием лазерной техники, одним из наиболее перспективных является формирование конденсационных частиц при испарении материалов шпульоным лазерным излучением в инертной среде.
Целью работы является изучение структуры, механизма образования и некоторых электромагнитных свойств частиц оразующихся при воздействии импульсного лазерного излучения на металлы в инертной среде.
Научная новизна. Исследованы структура и размеры частиц, образующихся при испарении металлов импульсным лазерным излучением.Показано, что в случав умеренных интен-сивностей лазерного излучения ( ~ 10 вт/см Происходит образование микронных фрактальных агрегатов, состоящих из сферических частиц-мономеров размером в десятки нанометров.Фрактальная размерность, вычисленная тремя спосабами ( ~ I.8I), позволяет сделать вывод о коагуляционном механизме роста.Это подтверждается оценками времени роста агрегатов.В случав оптического пробоя вблизи мишени,происходит переиспарение частиц плазмой пробоя и образование агрегатов из еще более мелких частиц (~10 8 ).Помимо испарения в глубокий вакуум, обнаружены и исследованы другие режимы получения отдельных сферических частиц лазерным способом. Показано, что ФК, состоящие из серебряных частиц, проявляет необычные оптические свойства - аномальное поглощение и рассеяние в широком диапазоне длин волн. Впервые сделана попытка применить идеи андерсеновской локализации для описания оптических свойств фрактальных ' агрегатов.Исследования показали, что это является вероятным механизмом, который позволяет объяснить слабую частотную зависимость ослабления света ФК, обнаруженную эксперименталь-. но.При воздействии импульсного лазерного излучения на ФК обнаружен ряд аффектов, в том числе - генерация второй гармоники.
Практическое значение работы. Полученные результаты
могут быть использованы для создания модельных систем ("рактальных агрегатов, обладающих высоким ослаблением в широком диапазоне длин волн, для получения катализаторов и высокотемпературных фильтрующих материалов.
Па защиту выносятся:
l.Результаты исследования образования частиц при лазерном испарении металлов в инертных средах.
2.Результаты изучения структуры агрегатов и механизма их образования.
3.Результаты теоретического и экспериментального исследования оптических сеойств металлических ФК.
4.Результаты исследования воздействия импульсного лазерного излучения на ФК и изучения электропроводности ФК.
Апробация работы.Результаты работы докладывались на ХІУ Всесоюзной конференции "Актуальные вопросы физики аэродисперсных систем" г.Одесса, 1986,1989 гг., на ІУ Всесоюзном совещании по распространению лазерного излучения в дисперсной среде г.Барнаул, 1988 г., на Европейской аэрозольной конференции г.Вена, 1989 г., по теме диссертации опубликовано 8 печатных работ.
Структура и объем работы. Работа состоит из введения, пяти разделов и выводов.Диссертация изложена на 76 страницах машинописного текста, содержит 4 таблицы и 38 рисунков, библиографию из 59 наименований.