Download - Láseres , Plasmas y Materiales
Láseres, Plasmas y Materiales
Plasmas pulsados generados en la interacción radiación-
materia (Investigación Básica y
Aplicada )
Universidad Simón Bolívar
Universidad Simón Bolívar
Grupo registrado en DID: Enrique Iglesias , José Ruiz y Ricardo
CastellLaboratorio de Espectroscopía Láser y Plasmas
Laboratorio de Plasmas Pulsados
λ (nm) Energía (mJ) FWHM (ns) P (MW) J/cm2
1064 850 5,3 160,4
532 235 6,1 38,5
355 210 6,7 31,3 125266 ?? ??
Proyecto S-11 (DID)+ Jorge Stephany (Optica Cuántica y Teoría de
Campos)
Universidad Simón Bolívar
Universidad Simón Bolívar
Cámara de Alto Vacío Versátil
SISTEMA EXPERIMENTAL “SIMPLE”:
• LASER DE ALTA POTENCIA (OPTICA)
• BLANCO (sólido)
• CAMARA DE VACIO / GASES A PRESIONES CONTROLADAS
• MEDIO LIQUIDO
Universidad Simón Bolívar
Universidad Simón Bolívar
Ricardo Castell M.
T
Láser
blanco
“Generación de plasmas”
Liquid (droplets)
Plasmaplume
Ablación Láser Pulsada
“Tratamiento térmico de superficies”
Electrones, Fotones, Atomos y moléculas (ionizados y excitados) y Aglomerados(clusters))….
laser
Generación y composición del Plasma
Nb-YAG Láser (335nm, 150mJ, 7ns) sobre HAP
Universidad Simón Bolívar
Δt ≤ 150 ns
COMPLEJOS FENOMENOS FISICOS BASICOS:
• TRANSICIONES DE FASE (SOLIDO-LIQUIDO-GAS-PLASMA)
• EXCITACION Y DISOCIACION
• GENERACION Y EXPANSION DEL PLASMA (Ne, Te, v)
• REACCIONES PLASMA – GAS
• TERMALIZACION \ NUCLEACION
Universidad Simón Bolívar
Universidad Simón Bolívar
láser
x
Monochromator
slit
material
z
x - traslación
lentes
Zona de observación
láser
grafito
PLUMA
Lentes
IMAGEN
DEL
PLASMA
Monocromador
(rendija)
f
Espectroscopía Optica de Emisión
C II C III
Iglesias, Ruiz, Castell. Congreso Venezolano de Física, 2009
Láser
Plasma
Blanco
C
V
ROsc.
Diagrama Sonda Langmuir
d
d (cm) = 5 1,5
A(mm2) = 10,5 0,5
I
Universidad Simón Bolívar
0.0E+00 5.0E-07 1.0E-06 1.5E-06 2.0E-06 2.5E-06 3.0E-06-8.0
-7.0
-6.0
-5.0
-4.0
-3.0
-2.0
-1.0
0.0
1.0
C(2x10-4 Torr) 23.4 J/cm2S.L.:1.5cm; Area= 0.5mm2
52 V 43 V 34.5 V 26 V 17 V 8.6 V 8.6 V 0 V
t(s)
Seña
l(V)
Iglesias, Ruiz, Castell. Congreso Venezolano de Física, 2009
0 200 400 600 800 1000 12000.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
Temperatura electrónica (1,5 cm)Ablación láser de Grafito
23.4 J/cm2(vacio)Linear (23.4 J/cm2(vacio))Linear (23.4 J/cm2(vacio))5 J/cm2(vacio)23.4 J/cm2(N2)18.3 J/cm2(N2)5 J/cm2(N2)Linear (5 J/cm2(N2))
t(ns)
Te(
eV
)
Iglesias, Ruiz, Castell. Congreso Venezolano de Física, 2009
APLICACIONES:
DEPOSICION Y CRECIMIENTO DE PELICULAS DELGADAS “ESPECIALES” (TiN, TiO, ZrN, TiAlN, HAP, etc.))
NANOESTRUCTURAS EN MEDIO LIQUIDO
Universidad Simón Bolívar
PLDRPLD
Plasma
Láser
Blancosubstrato
T
Gas
Universidad Simón Bolívar
Ricardo Castell M.
Universidad Simón Bolívar
ZrN sobre aceros (LA de Zr en atmósfera de N2)
TiN sobre acero
(LA en vacío)
HAP sobre Ti
(LA en vacío)
TEM electronic diffraction patterns of cubic ZrO produced under 1.5 mbar oxygen.
Zone axis [-1 1 0] and [0 -1 1]. JCPDS file 20-684
Ablación Láser (UV ) de sólidos en líquidosUniversidad Simón Bolívar
Nanoaglomerados de Criolita (Na3AlF6)-alumina generados en agua desionizada por ablación láser
ICP-OES and TXRF analysis of liquid-phase laser-ablated (LP-LA) nanoparticles of Cryolite-Alumina solutions . Ricardo Castell, Eduardo D. Greaves*, Lyzeth Abdala and Haydn Barros. Submitted to J. of Appl. Phys. B (April, 2012)
Universidad Simón Bolívar
y = 1,9854x + 0,7541R² = 0,987
0
10
20
30
40
50
60
0 5 10 15 20 25 30
Sam
ple
A, d
iffer
ent l
aser
sho
tsIC
P-O
ES
Na
conc
entra
tion
(ppm
)
Sample A, different laser shots. ICP-OES Al concentration (ppm)
ICP-OES and TXRF analysis of liquid-phase laser-ablated (LP-LA) nanoparticles of Cryolite-Alumina solutions. Ricardo Castell, Eduardo D. Greaves*, Lyzeth Abdala and Haydn Barros. Submitted to J. of Appl. Phys. B (April, 2012)
Universidad Simón Bolívar
Ricardo Castell M.
Colaboraciones Fundamentales para análisis de productos
(películas, soluciones): Microscopía Electrónica (USB, UCV) Difracción de Rayos X (UCV) Espectroscopía Auger (UCV) ICP, TXRF (USB, Física Nuclear) Espectroscopía Láser (UCV- Química) Lab. Alta Tensión USB Plasma (Unal/Manizales-Colombia)
Universidad Simón Bolívar
Ricardo Castell M.
Acelerador coaxial de plasmas
Acelerador Coaxial de Plasmas (Diagnósticos)
Universidad Simón Bolívar