Caracterización espectroscópica de las plumas de ablación laser pulsada de Ag y de AgNO3 a presión atmosférica y en vacío

MAXIMILIANO ROSSA; MATÍAS BERDAKIN; GUSTAVO A. PINO

Rosario

Congreso; XVIII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2013

Asociación Argentina de Investigación Fisicoquímica

Introducción: La caracterización acabada de plumas de ablación láser pulsada (ALP) de muestras sólidas elementales o de compuestos químicos implica la determinación de las especies atómico-moleculares presentes, de su grado de ionización, de su contenido de energía interna y de sus energías cinéticas medias.1 En este trabajo se muestra que la combinación de las técnicas de Espectroscopía de Emisión UV-Vis (EEUV-Vis) y de Ionización Láser Multifotónica asociada a Espectrometría de Masas por Tiempo de Vuelo (MPI-TOF-MS), es una estrategia poderosa para caracterizar las especies atómico-moleculares de Ag generadas en fase gaseosa mediante ALP de plata metálica y de AgNO3, con potencial aplicación a la generación de haces moleculares de especies del tipo Agn (n = 1) aisladas o agregadas con diversas moléculas de interés.2Objetivos: 1) Caracterizar las especies mono- y poliatómicas conformadas por átomos de Ag y generadas en fase gaseosa mediante ALP de muestras de Ag y de AgNO3, situadas en vacío y en aire a presión atmosférica. 2) Determinar el efecto resultante de acoplar la ALP de las muestras de interés a una expansión supersónica de un gas monoatómico en vacío, sobre los parámetros relevantes que caracterizan a las especies producidas. Resultados: La ALP de láminas de Ag y de pastillas de AgNO3 (prensado en matriz de grafito) se efectuó focalizando radiación láser pulsada (1064 nm) sobre la superficie de las muestras situadas en alto vacío y en aire a presión atmosférica. En todos los casos, la caracterización de las plumas de ALP mediante EEUV-Vis reveló un predominio de especies Ag0 y Ag+ con altos niveles de excitación electrónica y no mostró evidencia de la presencia de agregados moleculares del tipo Agn electrónicamente excitados (2 < n < 5) a las potencias láser de este requeridas para generar plumas visibles. El predominio de especies monoatómicas se corroboró mediante experimentos complementarios utilizando MPI-TOF-MS. Cuando se acopló la ALP de AgNO3 a una expansión supersónica de He o Ar en vacío, se observó la formación de agregados Agn (n = 2, 3) en el haz molecular como consecuencia del enfriamiento alcanzado en la expansión. Fue posible obtener el espectro de MPI resonante (REMPI) del agregado Ag2 en fase gaseosa y caracterizar sus temperaturas rotacional (10K) y vibracional (100 K). Conclusiones: La ALP de Ag metálica y de AgNO3 acoplada a una expansión supersónica de He o Ar en vacío es un método eficiente de generación de haces de agregados moleculares del tipo Ag2,3 con bajo contenido de energía interna, adecuados en principio para la formación de especies mixtas con moléculas de interés. Referencias bibliográficas 1. Laser Ablation and Desorption, edited by J. C. Miller and R. F. Haglund (Academic, San Diego, 1998). 2. M. A. Duncan, Rev. Sci. Instrum. 83, 041101 (2012).