Characterization of ground-state neutral and ion transport during laser ablation of Y1Ba2Cu3O7−x using transient optical absorption spectroscopy

Abstract

Transient optical absorption spectroscopy has been utilized for the first time to study the transport of ground-state Y, Ba, Cu, and Ba+ following excimer laser ablation of Y1Ba2Cu3O7−x pellets. Spectral broadening of the atomic lines monitored in both absorption and emission is reported, indicating the existence of gas phase collisions in the plume of ejected material. Time-of-flight velocity distributions of the nonemitting neutrals and ions determined by the absorption technique are broadened and shifted to lower velocities than the velocity distributions inferred from excited-state fluorescence in the plume. Absorption by ground-state Y+, YO, BaO, and CuO also has been observed with this technique. The absorption technique, and its application as an in situ monitor of neutral and ion transport during deposition of superconducting thin films, is described.

Dépôt de films minces par ablation laser, le potentiel industriel

“…Le tableau 2 présente quelques uns des lasers les plus fréquemment utilisés en laboratoire. Une description phénoménologique de la technique PLD fait intervenir plusieurs processus fondamentaux, dont : 1. le transfert de l'énergie optique incidente à la matière Cl-255 [9], 2. l'émission de matière, espèces moléculaires et gouttelettes [10][11][12][13][14][15], 3. la propagation de l'interface solide-liquide à partir de la surface de la cible, décrite par les lois de la thermique classique pour les durées d'impulsion usuelles, la stabilité de la surface liquide [16] et la recristallisation de la zone fondue, 4. la dynamique de la propagation du panache vers le substrat et l'absorption des photons incidents par la matière du panache [17] et 5. la croissance du film sur le substrat par la collecte des espèces éjectées. De nombreux travaux ont été consacrés à la compréhension de ces différents processus, dont certains sont encore mal décrits : par exemple, l'énergie élevée des espèces moléculaires émises, qui peut atteindre des dizaines d'électrons-Volts, valeur très supérieure à celle attendue d'une émission thermique classique.…”

Laser-based synthesis of nanoparticles: role of laser parameters and background conditions

“…All these parameters strongly affect the laser ablation process. Numerous experiments have been performed demonstrating the complexity of the physical processes involved in the laser ablation phenomenon [17,18,19,20,21,22]. To explain the experimentally observed processes, a number of analytical and numerical models have been proposed [23,24,25,26,9,27,28,29,30,31,32,33,34,35].…”

BaH molecular spectroscopy with relevance to laser cooling

“…Resonant LAS is a straightforward method to characterize laser ablation [19][20][21][22]. Starting from a basic model to describe the molecular ablation plume, in this section we discuss the time-and frequency-resolved LAS signals to characterize the physical properties of the molecular yield and study its internal energy spectra.…”

“…Note that A(t → ∞) ∝ 1/t 2 , implying that TOF absorption signals fall off slower than fluorescence signals (∝ 1/t 3 ) [21]. Equation (3) can be used to fit the TOF profiles as in Fig.…”