Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > cond-mat > arXiv:2505.03167

帮助 | 高级搜索

凝聚态物理 > 中尺度与纳米尺度物理

arXiv:2505.03167 (cond-mat)
[提交于 2025年5月6日 ]

标题: 通过聚焦电子束辐照在不同气体下聚苯乙烯增强的图案化荧光

标题: Enhanced Patterned Fluorescence from Polystyrene through Focused Electron Beam Irradiation under Various Gases

Authors:Deepak Kumar, Joseph W. Brill, J. Todd Hastings
摘要: 我们报告了一种通过电子束在气态环境中曝光来调节和增强辐照聚苯乙烯荧光的新方法。 我们描述了电子剂量和环境气体对绝缘和导电基底上辐照PS薄膜的光致发光光谱和产率的影响。 PS薄膜在环境扫描电子显微镜中使用20 keV电子束、从高真空到3毫巴的环境气体压力以及1.8至45 mC cm⁻²的电子剂量进行了曝光。 辐照的PS薄膜使用共聚焦显微镜、TEM、EDS和FTIR光谱进行了表征。 从使用共焦显微镜收集的发射光谱中发现,发射波长和光子产率可以通过剂量和气体压力进行调节。 随着压力增加,发射波长向蓝光方向移动;随着剂量增加,发射波长向红光方向移动,从而实现了451至544纳米的整体调谐范围。 在氦气环境下,与高真空相比,蓝宝石基底上的PL强度显著增强了高达18倍。 总体而言,在氩气下,钠石灰玻璃基底上观察到了最高的PL产率。 此外,导电基底上的光子产率明显小于绝缘基底上的产率。 TEM图像显示,电子束辐照的PS本质上是非晶态的,而EDS元素映射未发现薄膜氧化的迹象。 FTIR光谱表明,在气态环境中,芳香和脂肪族C-H拉伸的衰减相比于高真空暴露有所减少;在所有情况下,与苯环相关的特征均得以保留。 PS中的荧光团局部电子束合成可以通过剂量和环境气体压力进行控制。 该技术可能使新的光子学方法成为可能,在这些方法中,可以通过电子束图案化局部引入具有可调发射特性的荧光团。
摘要: We report on a novel method for tuning and enhancing fluorescence from irradiated polystyrene through electron-beam exposure in gaseous environments. We describe the effect of electron dose and ambient gas on the photoluminescence spectra and yield of irradiated PS films on insulating and conductive substrates. PS films were exposed in an environmental scanning electron microscope using a 20 keV electron beam, ambient gas pressures from high vacuum to 3 mbar, and electron doses from 1.8 to 45 mC cm-2. Irradiated PS films were characterized using confocal microscopy, TEM, EDS and FTIR spectroscopy. From emission spectra collected using confocal microscopy we found that the emission wavelength and photon yield of the irradiated film can be tuned by both dose and gas pressure. The emission wavelength blue-shifts with increasing pressure and red-shifts with increasing dose enabling an overall tuning range of 451 - 544 nm. Significant enhancement in the PL intensity, up to 18 times on sapphire substrates under helium when compared to high vacuum, are observed. Overall, the highest PL yield is observed on soda lime glass substrates under argon. Also, the photon-yield on conductive substrates is significantly smaller than that yield from insulating substrates. TEM images revealed e-beam irradiated PS is amorphous in nature and elemental mapping EDS revealed no signs of film oxidation. FTIR spectroscopy revealed that under gaseous environments the decay of aromatic and aliphatic C-H stretches is reduced compared to the high vacuum exposure; in all cases, features associated with the phenyl rings are preserved. Localized e-beam synthesis of fluorophores in PS can be controlled by both dose and by ambient gas pressure. This technique could enable new approaches to photonics where fluorophores with tunable emission properties can be locally introduced by e-beam patterning.
评论: 18页,30幅图(包括子图)
主题: 中尺度与纳米尺度物理 (cond-mat.mes-hall)
引用方式: arXiv:2505.03167 [cond-mat.mes-hall]
  (或者 arXiv:2505.03167v1 [cond-mat.mes-hall] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2505.03167
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Deepak Kumar [查看电子邮件]
[v1] 星期二, 2025 年 5 月 6 日 04:24:05 UTC (19,204 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • HTML(实验性)
  • TeX 源代码
  • 其他格式
许可图标 查看许可
当前浏览上下文:
cond-mat.mes-hall
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-05
切换浏览方式为:
cond-mat

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号