Crecimiento de matrices de nanohilos ordenados, en templates de óxido de aluminio poroso para su uso en física de alta densidad de energía

M. G. CAPELUTO; R. HOLLINGER; C. BARGSTEN; D. KEISS; A. THONWSEN; J. J. ROCCA

San Carlos de Bariloche

Conferencia; XIV Encuentro Superficies y Materiales Nanoestructurados 2014; 2014

Se reporta la creación de plasmas extremadamente calientes (algunos keV) con densidad del orden de un sólido, por irradiación de una matriz de nanohilos verticalmente aliados con pulsos laser intensos (1x10^18Wcm-2). Plasmas simultáneamente densos y calientes con tiempo de vida largo, fueron previamente creados por compresión esférica en experimentos de fusión, o por conducción de calor supersónica utilizando pulsos láser de varios kJ. El método de irradiar una matriz de nanohilos elimina la barrera que la densidad crítica impone a la penetración de la luz en materiales ionizados. Cuando se utilizan materiales pulidos, la mayor parte de la energía se deposita en una capa superficial de típicamente 0.1% de la densidad sólida. En cambio, cuando se utiliza la matriz de nanohilos, la luz penetra varios micrones y se obtienen densidades electrónicas que son 100 veces mayores que la densidad crítica típica de los plasmas y temperaturas del orden de varios keV. Se iluminó a los nanohilos con pulsos de luz provenientes de un láser de Ti:Zafiro doblado en frecuencia (400nm), con ancho de pulso de 60fs y tan solo 0.5J de energía. La luz puede penetrar profundamente en los nanohilos hasta ser totalmente absorbida, produciendo el calentamiento, explosión y formación de plasma en volumen. Nanohilos de Ni, Au y nanohilos segmentados de Ni/Co (diámetro 55nm-80nm y cubrimiento ~12%), fueron crecidos mediante electrodeposición en los poros de sustratos de óxido de aluminio anodizado. A partir de mediciones espectrales de la emisión de rayos X, se determinaron grados de ionización extremadamente grandes, correspondientes a Ni+26 y Au+52. Estos espectros difieren dramáticamente de los correspondientes a blancos pulidos, en los que solo se observa la emisión correspondiente a la línea k-alpha. En el caso de los nanohilos segmentados de Ni/Co se presentarán resultados preliminares sobre la absorción de la luz en el plasma.