Исследования процессов образования нитрида алюминия в плазме в зависимости от угла падения сдвоенных лазерных импульсов на мишень из алюминиевого сплава Д16Т в атмосфере воздуха

  • Ходор Баззал Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Республика Беларусь
  • Ахмад Реза Фадаиян Частное научно-производственное унитарное предприятие «Лазер Системс инжиниринг групп», пр. Независимости, 67, 220013, г. Минск, Республика Беларусь
  • Анатолий Павлович Зажогин Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Республика Беларусь

Аннотация

С помощью метода лазерной искровой спектрометрии изучено влияние угла падения сдвоенных лазерных импульсов на целенаправленное формирование компонентного и зарядового составов приповерхностной лазерной плазмы. Исследованы процессы образования нитрида алюминия при воздействии сфокусированных сдвоенных лазерных импульсов под различными углами на поверхность мишени из алюминиевого сплава Д16Т в атмосфере воздуха. Показана возможность увеличения как доли ионов алюминия различной зарядности в приповерхностной лазерной плазме в режимах абляции, так и нанокластеров AlN и AlO при последовательном воздействии серии сдвоенных импульсов на мишень под углом падения ≈75°. Определены условия влияния параметров лазера и характера процессов на поверхности мишени и в плазме на формирование ионного и молекулярного составов плазмы при воздействии сдвоенных лазерных импульсов.

Биографии авторов

Ходор Баззал, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Республика Беларусь

аспирант кафедры лазерной физики и спектроскопии физического факультета. Научный руководитель –
А. П. Зажогин

Ахмад Реза Фадаиян, Частное научно-производственное унитарное предприятие «Лазер Системс инжиниринг групп», пр. Независимости, 67, 220013, г. Минск, Республика Беларусь

научный сотрудник

Анатолий Павлович Зажогин, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Республика Беларусь

доктор физико-математических наук; профессор кафедры лазерной физики и спектроскопии физического факультета.

Литература

1. Неволин В. К., Царик К. А. Формирование и исследование наногетероструктур AlGaN/GaN с применением атомно-силовой микроскопии // Изв. вузов. Электроника. 2009. № 6. С. 44 – 49.
2. Ильин А. П., Роот Л. О. К вопросу о механизме высокотемпературного химического связывания азота воздуха // Вестн. науки Сибири. Сер. 3, Химия. 2011. № 1 (1). C. 91–96.
3. Громов А. А., Хабас Т. А., Ильин А. П. Горение нанопорошков металлов / под ред. А. А. Громова. Томск, 2008.
4. Ильин А. П., Громов А. А. Горение алюминия и бора в сверхтонком состоянии. Томск, 2002.
5. Tharea R. K., Sharma A. K. Formation of AlN in laser ablated plasma of Al in nitrogen ambient // Phys. Stat. Sol. 2005. Vol. 2, № 7. P. 2079 –2082.
6. Optical emission spectroscopy of Aluminum Nitride thin films deposited by Pulsed Laser Deposition / J. A. Perez [et al.] // J. Phys.: Conf. Ser. 2014. Vol. 511. P. 1– 6.
7. Emission and mass spectral analyses of laser ablated AlN plumes / Jin-hai Chen [et al.] // Chin. Phys. B. 1999. Vol. 8, № 3. P. 223–228.
8. Сухов Л. Т. Лазерный спектральный анализ. Новосибирск, 1990.
9. Фадаиян А. Р., Зажогин А. П. Эффекты низкопорогового пробоя металлов одиночными и сдвоенными лазерными импульсами // Вестн. БГУ. Сер. 1, Физика. Математика. Информатика. 2009. № 2. С. 12–14.
10. Материалы в приборостроении и автоматике / под ред. Ю. М. Пятина. М., 1969.
11. Simmons J. D., McDonald J. K. The Emission Spectrum of AlN // J. Mol. Spectrosc. 1972. Vol. 41, № 3. P. 584 –594.
12. Изменение ионизационного состояния приповерхностной лазерно-индуцированной плазмы алюминия в двухимпульсных режимах абляции / В. С. Бураков [и др.] // Квантовая электроника. 2003. Т. 33, № 12. С. 1065–1071.
13. Импульсное лазерное напыление твердого углеродного покрытия при атмосферном давлении / Т. В. Кононенко [и др.] // Квантовая электроника. 2003. Т. 33, № 3. С. 189 –196.
14. Зажогин А. П., Фадаиян А. Р. Динамика процессов абляции и развития приповерхностной лазерной плазмы сплавов алюминия сдвоенными лазерными импульсами // Вестн. БГУ. Сер. 1, Физика. Математика. Информатика. 2008. № 3. С. 15–18.
15. Исследование процессов формирования наночастиц и фракталов при лазерном напылении многоэлементных тонких пленок на поверхность Al 2 O 3 сдвоенными лазерными импульсами / Е. С. Воропай [и др.] // НАНО-2009 : материалы III Всерос. конф. по наноматериалам (Екатеринбург, 20 –24 апр. 2009 г.). Екатеринбург, 2009. C. 245–248.
16. Laser ablation for analytical sampling: what can we learn from modeling? / Annemie Bogaerts [et al.] // Spectrochimica Acta. Part B. 2003. Vol. 58. P. 1867–1893.
17. Регистрация аномального самообращения эмиссионных линий в лазерной плазме, генерируемой на поверхности твердых мишеней в нормальной атмосфере / О. А. Букин [и др.] // Квантовая электроника. 1997. Т. 24, № 8. С. 725–726.
18. Биберман Л. М., Миацаканяи А. X., Якубов И. Т. Ионизационная релаксация за сильными ударными волнами в газах // УФН. 1970. Т. 102, вып. 3. С. 430 – 462.
19. Мажукин В. И., Носов В. В. Поверхностное испарение алюминиевой мишени в вакууме при воздействии лазерного УФ-излучения в условиях образования плазмы // Квантовая электроника. 2005. Т. 35, № 5. C. 454 – 466.
20. Особенности формирования плазменного факела при гибридной лазерно-дуговой сварке / Г. А. Туричин [и др.] // Тепло физика высоких температур. 2006. Т. 44, № 5. С. 655– 663.
21. Гафнер С. Л., Гафнер Ю. Я. Анализ процессов конденсации наночастиц Ni из газовой фазы // ЖЭТФ. 2008. Т. 134, вып. 4. С. 831–844.
22. Коротеев Н. И., Шумай И. Л. Физика мощного лазерного излучения. М., 1991.
23. Дюдерштадт Дж., Мозес Г. Инерциальный термоядерный синтез. М., 1984.
Опубликована
2017-03-18
Ключевые слова
AlN, AlO, импульсное лазерное напыление, приповерхностная лазерная плазма, лазерная искровая спектрометрия, многозарядные ионы, сдвоенные лазерные импульсы
Как цитировать
БАЗЗАЛ, Ходор; ФАДАИЯН, Ахмад Реза; ЗАЖОГИН, Анатолий Павлович. Исследования процессов образования нитрида алюминия в плазме в зависимости от угла падения сдвоенных лазерных импульсов на мишень из алюминиевого сплава Д16Т в атмосфере воздуха. Журнал Белорусского государственного университета. Физика, [S.l.], n. 1, p. 34-42, март 2017. ISSN 2520-2243. Доступно на: <https://journals.bsu.by/index.php/physics/article/view/7>. Дата доступа: 18 янв. 2018