Ablación Láser de Metales Alcalinos Térreos (Ca, Ba)

I. CABANILLAS VIDOSA; C. A. RINALDI; J. C. FERRERO

Termas de Río Hondo, Stgo. del Estero

Congreso; XIV Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2005

Asociación Fisicoquímica Argentina

La física que caracteriza los regímenes de ablación y desorción láser de materiales ha sido ampliamente estudiada y modelada utilizando la simulación mediante la dinámica molecular[1,2], DM. En general la ablación de distintos materiales tales como sólidos orgánicos, metales y sólidos iónicos presentan el mismo comportamiento respecto de la fluencia láser. Es decir, un gráfico de la cantidad de material removido en función de la fluencia láser presenta una dependencia sigmoidea aunque la forma exacta varía considerablemente dependiendo de la naturaleza del sistema y de los parámetros de irradiación[3]. Este forma contempla la existencia de una relación existente entre el régimen de desorción y ablación. El proceso de ablación láser se puede representar esquemáticamente mediante un mecanismo simplificado de acuerdo al siguiente esquema: M(s)   + E1 ¨ M(g)                    (1) M(in)  + E2 ¨ M(g)                    (2) M(se) + E3 ¨ M(g)                    (3) donde M(i) representa la densidad del material (Ca, Ba) ubicado en la superficie M(s), M(in) en las primeras capas o M(sen) en el seno del sólido, mientras que M(g) representa todas las especies gaseosas (iónicas o neutras) que se pueden generar en el proceso de ablación. E1, es la densidad de energía mínima para vaporizar los átomos de la superficie, E2  para fundir y vaporizar las especies ubicadas en las primeras capas del material y E3 es la energía necesaria para ablacionar todo el material que está en el volumen de absorción[4]. En este trabajo se realizó la ablación láser de metales alcalinos (Ca, Ba), con un láser de Nd.Yag a 1064 nm en una cámara de vació a 10-7 torr. Los resultados obtenidos fueron ajustados a un modelo recientemente desarrollado[5] que da cuenta de la relación existente entre  el régimen de desorción y ablación. A partir de este ajuste se determinó el parámetro estructural que caracteriza a cada elemento (Ca, Ba) y la fluencia umbral a la cual se manifiesta el cambio de régimen (desorción ? ablación).   Referencias 1- Zhigilei, L.V et al. J.Phys. Chem. B 2028 (1997) 101 2- Zhigilei, L.V et al. J.Phys. Chem. B 2845 (1998) 102 3- S. Georgiu and A. Koubenakis, Chem. Rev. 349 (2003) 103 4- Bäuerle, Dieter. Laser Processing and Chemistry, Third Edition, Springer- Verlag Berlin Heidelberg New York, 2000. 5- Rinaldi, C. A. y Ferrero, J.C. XXV Congreso de la AQA, 2004, pag.