دنیای نانو

دنیای نانو

سایش لیزری درتولید نانو ذرات

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده
دانشگاه پدافند هوایی خاتم الانبیاء(ص)
چکیده
سایش‌ لیزری پدیده‌ مهیج‌ برهمکنش‌ لیزر با ماده‌ را نمایش‌ می‌ دهد. تولید نانو ذرات‌ در فرایند سایش‌ لیزری به‌ شدت‌ به‌ خواص‌ ماده‌ و پارامترهای لیزر بستگی‌ دارد. یکی‌ از روش‌ های تولید نانو ذرات‌ استفاده‌ از لیزر پالسی‌ جهت‌ جدا کردن‌ جرم‌ از نمونه‌ می‌ باشد. نانو ذرات‌ خواص‌ ویژه‌ ای در مقایسه‌ با توده‌ ماده‌ و حتی‌ ابعاد میکرون‌ دارند. به‌ همین‌ خاطر استفاده‌ از نانو ذرات‌ در اکثر فناوری ها کاربرد پیدا کرده‌ است‌. در این‌ مقاله ابتدا به‌ چگونگی‌ برهمکنش‌ لیزر با ماده‌ پرداخته‌ و سپس‌ به‌ بررسی‌ پارامترهای موثر برای سایش‌ لیزری بهتر می‌ پردازیم‌. بعد از آن‌ مکانیزم‌ های اصلی‌ تولید نانوذرات‌ و وابستگی‌ شان‌ به‌ پارامترهای مختلف‌ لیزر و همچنین‌ مکانیزم‌ های جدا شدن‌ ذره‌ از هدف‌، پرداخته‌ شده‌ است‌. در انتها تاثیر پارامترهای مختلف‌ لیزر روی اندازه‌ و توزیع‌ ذرات‌ چند نمونه‌ از نانوذرات، به‌ همراه‌ نمودارهای مربوطه‌ آن مورد بحث‌ قرار گرفته‌ است‌.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Laser abrasion in the production of nanoparticles

نویسنده English

mohamad mansouri
Khatam Al Anbia University of Air Defense
چکیده English

abstract
Laser wear shows the exciting phenomenon of laser interaction with matter. The production of nanoparticles in the laser abrasion process is highly dependent on the properties of the material and laser parameters. One of the methods of producing nanoparticles is using a pulsed laser to separate the mass from the sample. Nanoparticles have special properties compared to the mass of matter and even micron dimensions. For this reason, the use of nanoparticles has been used in most technologies. In this article, we will first discuss how the laser interacts with the material, and then we will examine the effective parameters for better laser wear. After that, the main mechanisms of nanoparticle production and their dependence on different laser parameters, as well as the mechanisms of particle separation from the target, have been discussed. At the end, the effect of different laser parameters on the size and distribution of several samples of nanoparticles has been discussed, along with its corresponding graphs.

کلیدواژه‌ها English

laser wear
nanoparticles
laser interaction with matter
laser wavelength
laser pulse intensity and duration
[1] Maiman T.H., Nature, 187, 493 (1960). doi:10.1038/187493a0
[2] Javan A., Bennett W.R., Herriott D.R., Phys. Rev. Lett. 6, 106 (1961). doi:10.1103/PhysRevLett.6.106
[3] Orazio S., Principles of Lasers, second edition, Plenum Press, Springer New York Dordrecht Heidelberg London, 1982.
[4] Production of two superimposed perpendicular polarizations P and S in a Q-switched Nd:YAG laser, Mohammad Aqbaei et al., 15th Iran Optics and Photonics Conference, (2008), (In Persian).
[5] Pooler Jr C.P., Owens F.J., Introduction to Nanotechnology, Wiley (2003).
[6] Kkohler M., Fritzsche W., Nanotechnology: An introduction to nanotechnology techniques; Wiley-VCH, (January 2008), 284 pages.
[7] W. Marine, L. Patrone, B. Luk’yanchuk, M. Sentis, Appl. Surf. Sci. 345, 154-155 (2000).
[8] Vaezzadeh M., Saeidi M., Zarei M., Laser ablation and influence of Debye temperature and laser parameters on size and number of nanoparticles, 2010. 42(5):1787-1789. doi:10.1016/j.physe.2010.01.049
[9] R. Hergenroder, V. Hommes, M. Miclea, Lasers: Applications in Science and Industry, Appl. Surf. Sci., edited by Krzysztof Jakubczak, first edition, London, 2011.
[10] Eliezer S., Eliaz N., Grossman E., Fisher D., Gouzman I., Henis Z., Pecker S., Horovitz Y., Fraenkel M., Maman S., Lereah Y., Nanoparticles and nanotubes induced by femtosecond lasers, 23(01):15–19 (2005). doi:10.1017/S0263034605050056
[11] Amoruso S., Ausanio G., Bruzzese R., Vitiello M., Wang X., Femtosecond laser pulse irradiation of solid targets as a general route to nanoparticle formation in a vacuum, Phys. Rev. B 71, 033406 (2005). doi:10.1103/PhysRevB.71.033406
[12] Scuderi D., Albert O., Moreau D., Pronko P.P., Etchepare J., Appl. Phys. Lett. 86, 071502 (2005).
[13] Strickland D., Mouro G., “Compression of amplified chirped optical pulses,” Opt. Commun. 56, 219 (1985).
[14] Tsukamoto H., Suzuki T., Selective laser annealing (SELA) used in the fabrication of Sub-0.1 μm MOSFETs, Solid-State Electronics 42, 547-556 (1998). doi:10.1016/S0038-1101(97)00208-6
[15] Zapka W., Ziemlich W., Leung W.P., Tam A.C., Microel.Engin. 20, 171 (1993).
[16] Jain K., Excimer laser lithography, Volume: PM03, Date Published: 1 February 1990, Pages: 214 (1990).
[17] Kovacs G., Maluf N., Petersen K.E., Bulk micromachining of silicon, Proceedings of the IEEE, pp1536 (1998). doi:10.1109/5.704259
[18] Ready J.F., Industrial Applications of Lasers, (Academic Press, New York), 2nd Edition — April 16, (1997).
[19] Fabrication of copper and silver nanogold particles by Kondosuspulse method, Manfragha Tilki Reza et al., The paper of Iran Physics Conference, (2006), (In Persian).
[20] Liu C., A study of particle generation during laser ablation with applications, Ph.D. thesis, University of California, Berkeley, (2005).
[21] Sankur H., Cheung J.T., Appl. Phys. A 47, 271 (1988).
[22] J.J. Ritsko, in Laser Microfabrication: Thin Film Processes and Lithography, D.J. Ehrlich and J.Y. Tsao, eds., (Academic, San Diego, 1989).
[23] Lenzner M., Krausz F., Kruger J., Kautek W., Applied Surface Science 11, 154-155 (2014). doi:10.1016/j.apsusc.2013.11.030
[24] Harilal S.S., Bindhu C.V., et al., Temporal and Spatial Behavior of Electron Density and Temperature in a Laser-Produced Plasma from YBa2Cu3O7, Appl. Phys. Lett. 52, 1825 (1998). doi:10.1366/000370298194367
[25] Lushnikov A.A., Maksimenko V.V., Pakhomov A.V., Fractal aggregates from laser plasma, J. Aerosol Sci. Volume 20, Issue 8, 1989, Pages 865-870. doi:10.1016/0021-8502(89)90713-1
[26] Prokhorov A.M., Konov V.I., Ursu I., Mihailescu I.N., Laser heating of metals, (Adam Hilger, New York, IOP Publishing, Bristol, 1990). Optics and Lasers in Engineering, Volume 15, Issue 4, p. 279-280. doi:10.1016/0143-8166(91)90067-4
دوره 20، شماره 76
پاییز 1403
صفحه 42-24

  • تاریخ دریافت 25 مرداد 1403
  • تاریخ پذیرش 15 مهر 1403