定量激光物质相互作用:对单晶Ru上的UV-fs-激光切除的3D研究

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 分析化学 分析化学
• 表面科学是一门学科.

背景情况:

• 激光切除是分析固体材料组成和执行化学深度分析的关键技术.
• 在化学深度档案中精确校准深度尺度需要对3D消光坑几何学的彻底理解.
• 目前的方法在描述石坑形状和尺寸方面可能存在局限性.

研究的目的:

• 综合研究使用UV-femtosecond激光照射的激光剥离过程.
• 评估扫描电子显微镜,干扰度显微镜和X射线计算机断层扫描的联合使用,以分析石坑的形状.
• 为了研究激光脉冲能量和爆发数量对单晶鲁 (Ru(0001) 坑形成的影响.

主要方法:

• 利用高斯形状的UV-femtosecond激光源在Ru(0001) 单晶样本上创建了一个156个石坑的阵列.
• 采用扫描电子显微镜,干扰度显微镜和X射线计算机断层扫描的组合进行3D石坑几何分析.
• 测量了每个激光脉冲在废除羽毛中的离子生成,使用激光废除离子化质谱法.

主要成果:

• 射线计算机断层扫描为同时成像多个石坑提供了微米以下的精度,克服了面积比限制.
• 该研究确定了基于火山口尺寸和离子信号的除值,除率和限制除深度.
• 在生成的离子信号和被消解的体积之间观察到一个特定深度的直接比例.

结论:

• 多种成像技术的协同应用,特别是X射线计算机断层扫描,可以准确地描述激光除坑.
• 这种多技术的方法使得化学深度分析应用的现场精确深度校准成为可能.
• 这些发现为激光材料相互作用提供了宝贵的见解,并优化了激光切除用于定量材料分析的使用.