Laser ablation of metal targets 물리화학실험 보고서

목차

1. Object
2. Date & Section
3. Theory
4. Procedure
5. Discussion
6. Reference

본문내용

1. Object
: 이번 실험은 Laser Ablation을 이용하여 각각의 금속 Target에 대한 Plume을 형성시키고 그 모습을 관찰하는 것이다. 고 에너지의 Laser Beam을 Target의 표면에 입사시키면 표면이 순간적으로 고온상태가 되고, 기화되어 기체 상태의 입자가 방출되는 Ablation 현상을 나타내고 이 때 Plume을 방출하게 된다. 그 중에서도 Pulsed Laser를 이용한 PLD(Pulsed Laser Deposition) 방법을 이용한다. Chamber 안에서 진공에 가까운 환경을 만들어 다른 입자의 방해를 줄이고, 밸브와 펌프를 이용하여 금속 Target Plume의 압력 변화에 따른 모습을 관찰한다. 또한 Rotator에 부착시키는 금속 Target의 종류를 달리하여 Target의 종류를 추측하고, 금속마다 Beam spot의 색 차이가 발생하는 이유를 고려해본다. 결론적으로, 본 실험을 통해 Plume의 형성과정과 관련 이론에 대해 이해하고 압력과 Target의 종류에 대한 상관관계를 이해한다.

3. Theory
- Vacuum System
: vacuum system을 만들기 위해서는 주로 vacuum chamber가 사용된다. 이런 chamber는 매우 낮은 압력을 견뎌야 하기 때문에 매우 밀도 높은 금속들로 만들어지며 무게 또한 상당하며, 목적에 따라 매우 다양한 크기와 모양을 가지고 있다. 본 실험에서 사용하는 vacuum chamber는 pump를 이용해 chamber내에 존재하는 공기를 제거하고 N2 gas로 압력을 조절할 수 있다.

: 실험에서 사용하는 pulsed laser는 연속적인 CW Laser와는 달리 일정한 주기로 반복적으로 조사되어 더 큰 에너지를 방출하는 laser이다. 본 실험에서 사용하는 laser는 Nd:YAG laser이다. 레이저는 매질의 성질에 따라 고체레이저, 기체레이저, 액체레이저 등으로 나뉘는데 Nd:YAG laser는 4준위 고체 상태

참고자료

· 경희대학교 물리화학실험1 교재
· file:///C:/Users/LG/AppData/Local/Microsoft/Windows/INetCache/IE/6PNIXUM9/174004713_EN_NITROGEN_FOR_LASER_APPLICATIONS_MSB.pdf
· Milos Momcilovic, Optical Emission Studies of Copper Plasma Induced Using Infrared Transversely Excited Atmospheric (IR TEA) Carbon Dioxide Laser Pulses, Pub Med, 2015
· Daniel Diaz, David W. Hahn (2020), Plasma chemistry produced during laser ablation of graphite in air, argon, helium and nitrogen, Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy, Volume 166