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Characterization of Surface Modifications by White Light Interferometry: Applications in Ion Sputtering, Laser Ablation, and Tribology Experiments

In materials science and engineering it is often necessary to obtain quantitative measurements of surface topography with micrometer lateral resolution. ...

Argonne National Laboratory

&#x6FC0;&#x5149;&#x8BF1;&#x5BFC;&#x58F0;&#x5438; (&#x4E1C;&#x8054;) &#x4ECE;&#x8584;&#x5C42;&#x91D1;&#x5C5E;&#x7B94;&#x662F;&#x6709;&#x524D;&#x9014;&#x6280;&#x672F;&#x4ECE;&#x56FA;&#x4F53;&#x57FA;&#x7247;&#x8868;&#x9762;&#x5B8C;&#x597D;&#x65E0;&#x635F;&#x7684;&#x6709;&#x673A;&#x5206;&#x5B50;&#x7684;&#x6E29;&#x67D4;&#x548C;&#x6709;&#x6548;&#x6325;&#x53D1;&#x3002;&#x4F7F;&#x7528;&#x5355;&#x5149;&#x5B50;&#x7535;&#x79BB;&#x65B9;&#x6CD5;&#x52A0;&#x4E0A;&#x98DE;&#x884C;&#x65F6;&#x95F4;&#x8D28;&#x8C31;&#x6CD5;&#xFF0C;&#x6211;&#x4EEC;&#x5BA1;&#x67E5;&#x4E86;&#x5728;&#x4E1C;&#x8054; desorbed &#x901A;&#x91CF;&#x7684;&#x4E2D;&#x7ACB;&#x7EC4;&#x4EF6;&#xFF0C;&#x76F8;&#x6BD4;&#x5B83;&#xFF0C;&#x4ECE;&#x76F4;&#x63A5;&#x7684;&#x6FC0;&#x5149;&#x89E3;&#x5438;&#x3002;&#x4E1C;&#x8054;&#xFF0C;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x57FA;&#x672C;&#x7814;&#x7A76;&#x7684;&#x5404;&#x79CD;&#x6709;&#x673A;&#x67D3;&#x6599;&#x5206;&#x5B50; &#xFF08;&#x82E5;&#x4E39;&#x660E; B&#x3001; &#x8367;&#x5149;&#x7D20;&#x3001; &#x84BD;&#x3001; &#x9999;&#x8C46;&#x7D20;&#xFF0C;&#x70E7;&#x70E4;&#xFF09;&#xFF0C;&#x8868;&#x660E;&#x4E86;&#x5B8C;&#x6574;&#x7236;&#x5206;&#x5B50;&#x751A;&#x81F3;&#x5728;&#x5176;&#x8868;&#x9762;&#x7684;&#x6D53;&#x5EA6;&#xFF0C;&#x5BF9;&#x5E94;&#x4E8E;&#x5C40;&#x57DF;&#x6D82;&#x5C42;&#x88AB;&#x5206;&#x6790;&#x7269;&#x7684;&#x68C0;&#x6D4B;&#x3002;&#x5728;&#x67D0;&#x4E9B;&#x60C5;&#x51B5;&#x4E0B; &#xFF08;&#x82E5;&#x4E39;&#x660E; B&#x3001; &#x8367;&#x5149;&#x7D20;&#xFF0C;&#x70E7;&#x70E4;&#xFF09;&#xFF0C;&#x7236;&#x5206;&#x5B50;&#x79BB;&#x5B50;&#x5CF0;&#x966A;&#x540C;&#x51E0;&#x4E2A;&#x788E;&#x7247;&#x5CF0;&#x7684;&#x53EF;&#x6BD4;&#x6027;&#x7684;&#x5F3A;&#x5EA6;&#xFF0C;&#x800C;&#x4E3A;&#x4ED6;&#x4EBA;&#xFF0C;&#x552F;&#x4E00;&#x5CF0;&#x503C;&#x5BF9;&#x5E94;&#x5B8C;&#x6574;&#x7236;&#x5206;&#x5B50;&#x88AB;&#x68C0;&#x6D4B;&#x5230;&#x3002;&#x5728;&#x6240;&#x6709;&#x6D4B;&#x91CF;&#x653E;&#x6FC0;&#x5149;&#x5F3A;&#x5EA6; &#xFF08;&#x4ECE; 100 &#x5230; 500 MW/cm2&#xFF09;&#xFF0C;&#x603B;&#x91D1;&#x989D; desorbed &#x7684;&#x7236;&#x5206;&#x5B50;&#x5448;&#x6307;&#x6570;&#x7EA7;&#x589E;&#x957F;&#x53D6;&#x51B3;&#x4E8E;&#x6FC0;&#x5149;&#x5F3A;&#x5EA6;&#x3002;&#x5E73;&#x79FB;&#x901F;&#x5EA6; desorbed &#x5B8C;&#x6574;&#x5206;&#x5B50;&#xFF0C;&#x7B2C;&#x4E00;&#x6B21;&#x5728;&#x8FD9;&#x9879;&#x5DE5;&#x4F5C;&#xFF0C;&#x786E;&#x5B9A;&#x4E86;&#x5927;&#x7EA6;&#x51E0;&#x767E;&#x7C73;&#x6BCF;&#x79D2;&#xFF0C;&#x5C0F;&#x4E8E;&#x6240;&#x4E00;&#x76F4;&#x662F;&#x6211;&#x4EEC;&#x7684;&#x76F4;&#x63A5;&#x6FC0;&#x5149;&#x89E3;&#x5438;&#xFF0C;&#x5B9E;&#x9A8C;&#x4E2D;&#x89C2;&#x5BDF;&#x5230;&#xFF0C;&#x4F46;&#x5927;&#x5927;&#x5927;&#x4E8E;&#x53EF;&#x80FD;&#x5782;&#x76F4;&#x901F;&#x5EA6;&#x7684;&#x886C;&#x5E95;&#x94DD;&#x7B94;&#x8868;&#x9762;&#x7531;&#x4E8E;&#x6FC0;&#x5149;&#x4EA7;&#x751F;&#x7684;&#x58F0;&#x6CE2;&#x3002;&#x6B64;&#x5916;&#xFF0C;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x901F;&#x5EA6;&#x5E76;&#x4E0D;&#x53D6;&#x51B3;&#x4E8E;&#x653E;&#x6FC0;&#x5149;&#x5F3A;&#x5EA6;&#xFF0C;&#x8FD9;&#x610F;&#x5473;&#x7740;&#x80FD;&#x91CF;&#x8F6C;&#x79FB;&#x6BD4;&#x76F4;&#x63A5;&#x673A;&#x68B0;&#x6216;&#x70ED;&#x529B;&#x8026;&#x5408;&#x6FC0;&#x5149;&#x8109;&#x51B2;&#x548C;&#x5438;&#x9644;&#x7684;&#x5206;&#x5B50;&#x66F4;&#x590D;&#x6742;&#x673A;&#x5236;&#x7684;&#x5B58;&#x5728;&#x3002;&#x6B64;&#x5916;&#xFF0C;&#x603B;&#x901A;&#x91CF;&#x7684; desorbed &#x4E0D;&#x53D8;&#x5206;&#x5B50;&#x4F5C;&#x4E3A;&#x51FD;&#x6570;&#x7684;&#x89E3;&#x5438;&#x603B;&#x6570;&#x7684;&#x6FC0;&#x5149;&#x8109;&#x51B2;&#xFF0C;&#x5F15;&#x4EBA;&#x6CE8;&#x76EE;&#x7684;&#x540C;&#x4E00;&#x70B9;&#x4E0A;&#x7684;&#x76EE;&#x6807;&#xFF0C;&#x8150;&#x70C2;&#x540E;&#x7535;&#x529B;&#x6CD5;&#xFF0C;&#x800C;&#x4E0D;&#x662F;&#x6307;&#x6570;&#x7684;&#x529F;&#x80FD;&#xFF0C;&#x5982;&#x5C06;&#x6709;&#x6447;&#x6A21;&#x578B;&#x6240;&#x9884;&#x6D4B;&#x7684;&#x4E00;&#x6837;&#x3002;&#x6982;&#x62EC;&#x5730;&#x8BF4;&#xFF0C;&#x6211;&#x4EEC;&#x7684;&#x5B9E;&#x9A8C;&#x7ED3;&#x679C;&#x8868;&#x660E;&#x4E0D;&#x80FD;&#x5728;&#x7B80;&#x5355;&#x7684;&#x673A;&#x68B0;&#x9707;&#x52A8;&#x5173;&#x95ED;&#x6216;&#x76F4;&#x63A5;&#x6FC0;&#x5149;&#x89E3;&#x5438;&#x5F62;&#x5BB9;&#x4E1C;&#x8054;&#x73B0;&#x8C61;&#x3002;&#x76F8;&#x53CD;&#xFF0C;&#x5B83;&#x4EEC;&#x8868;&#x660E;&#x591A;&#x6B65;&#x80FD;&#x91CF;&#x8F6C;&#x79FB;&#x8FC7;&#x7A0B;&#x6240;&#x6D89;&#x53CA;&#x3002;&#x4E24;&#x4E2A;&#x53EF;&#x80FD;&#x7684; &#xFF08;&#x5E76;&#x4E0D;&#x76F8;&#x4E92;&#x6392;&#x65A5;&#x7684;&#xFF09; &#x5B9A;&#x6027;&#x673A;&#x5236;&#x7684;&#x4E1C;&#x8054;&#x5438;&#x9644;&#x57FA;&#x8D28;&#x7CFB;&#x7EDF;&#x57FA;&#x7840;&#x4E0A;&#x5F62;&#x6210;&#x7684;&#x975E;&#x5E73;&#x8861;&#x6001;&#x7684;&#x63D0;&#x51FA;&#x548C;&#x8BA8;&#x8BBA;&#x3002;

&#x6FC0;&#x5149;&#x9A71;&#x52A8;&#x58F0;&#x7684;&#x89E3;&#x5438;&#x4ECE;&#x80CC;&#x9762;&#x7167;&#x5C04;&#x56FA;&#x4F53;&#x7B94;&#x7684;&#x6709;&#x673A;&#x5206;&#x5B50;&#x3002;

Laser-induced acoustic desorption (LIAD) from thin metal foils is a promising technique for gentle and efficient volatilization of intact organic molecules from surfaces of solid substrates. Using the single-photon ionization method combined with time-of-flight mass spectrometry, we have examined the neutral component of the desorbed flux in LIAD and compared it to that from direct laser desorption. These basic studies of LIAD, conducted for molecules of various organic dyes (rhodamine B, fluorescein, anthracene, coumarin, BBQ), have demonstrated detection of intact parent molecules of the analyte even at its surface concentrations corresponding to a submonolayer coating. In some cases (rhodamine B, fluorescein, BBQ), the parent molecular ion peak was accompanied by a few fragmentation peaks of comparable intensity, whereas for others, only peaks corresponding to intact parent molecules were detected. At all measured desorbing laser intensities (from 100 to 500 MW/cm2), the total amount of desorbed parent molecules depended exponentially on the laser intensity. Translational velocities of the desorbed intact molecules, determined for the first time in this work, were of the order of hundreds of meters per second, less than what has been observed in our experiments for direct laser desorption, but substantially greater than the possible perpendicular velocity of the substrate foil surface due to laser-generated acoustic waves. Moreover, these velocities did not depend on the desorbing laser intensity, which implies the presence of a more sophisticated mechanism of energy transfer than direct mechanical or thermal coupling between the laser pulse and the adsorbed molecules. Also, the total flux of desorbed intact molecules as a function of the total number of desorbing laser pulses, striking the same point on the target, decayed following a power law rather than an exponential function, as would have been predicted by the shake-off model. To summarize, the results of our experiments indicate that the LIAD phenomenon cannot be described in terms of simple mechanical shake-off or direct laser desorption. Rather, they suggest that multistep energy-transfer processes are involved. Two possible (and not mutually exclusive) qualitative mechanisms of LIAD that are based on formation of nonequilibrium energy states in the adsorbate-substrate system are proposed and discussed.

Laser-driven acoustic desorption of organic molecules from back-irradiated solid foils.

D&eacute;sorption acoustique induite par laser (Charles) de feuilles de m&eacute;tal minces est une technique prometteuse &agrave; la volatilisation douce et efficace des mol&eacute;cules organiques intactes &agrave; la surface des substrats solides. En utilisant la m&eacute;thode d&#39;ionisation de photon unique combin&eacute;e &agrave; la spectrom&eacute;trie de masse &agrave; temps de vol, nous avons examin&eacute; la composante neutre du flux d&eacute;sorb&eacute; &agrave; Marie et compar&eacute;e &agrave; celle de la d&eacute;sorption laser direct. Ces &eacute;tudes fondamentales de LIAD, r&eacute;alis&eacute;es pour des mol&eacute;cules de colorants organiques divers (fluoresc&eacute;ine, anthrac&egrave;ne, la rhodamine B, coumarine, BBQ), ont d&eacute;montr&eacute; la d&eacute;tection des mol&eacute;cules intactes de parent de l&#39;analyte m&ecirc;me &agrave; sa surfaces concentrations correspondant &agrave; une couche de diffractions. Dans certains cas (la rhodamine B, fluoresc&eacute;ine, BBQ), le pic d&#39;ion mol&eacute;culaire parent &eacute;tait accompagn&eacute; quelques pics de fragmentation d&#39;une intensit&eacute; comparable, alors que pour d&#39;autres, seuls pics correspondant &agrave; des mol&eacute;cules intactes parent ont &eacute;t&eacute; d&eacute;tect&eacute;s. Mesur&eacute; &agrave; tous des intensit&eacute;s d&eacute;sorption laser (de 100 &agrave; 500 MW/cm2), le montant total des mol&eacute;cules parentes d&eacute;sorb&eacute; d&eacute;pendait exponentielle de l&#39;intensit&eacute; du laser. Les vitesses translationnelles des mol&eacute;cules intactes d&eacute;sorb&eacute;s, d&eacute;termin&eacute;s pour la premi&egrave;re fois dans cet ouvrage, sont de l&#39;ordre de quelques centaines de m&egrave;tres par seconde, moins que ce qui a &eacute;t&eacute; observ&eacute; dans nos exp&eacute;riences pour la d&eacute;sorption laser directe, mais nettement sup&eacute;rieure &agrave; la vitesse perpendiculaire possible du support papier en raison des ondes acoustiques g&eacute;n&eacute;r&eacute;es par laser. En outre, ces vitesses ne d&eacute;pendant pas de l&#39;intensit&eacute; du laser d&eacute;sorption, qui implique la pr&eacute;sence d&#39;un m&eacute;canisme plus sophistiqu&eacute;e du transfert d&#39;&eacute;nergie qu&#39;un couplage m&eacute;canique ou thermique direct entre l&#39;impulsion laser et les mol&eacute;cules adsorb&eacute;es. En outre, le flux total des mol&eacute;cules intactes d&eacute;sorb&eacute;s en fonction du nombre total de d&eacute;sorption laser pulses, frappant le m&ecirc;me point sur la cible, cari&eacute;e suivant une loi de puissance plut&ocirc;t que d&#39;une fonction exponentielle, tel qu&#39;il est serait ont &eacute;t&eacute; pr&eacute;dites par le mod&egrave;le shake-hors. En r&eacute;sum&eacute;, les r&eacute;sultats de nos exp&eacute;riences indiquent que le ph&eacute;nom&egrave;ne LIAD ne peut &ecirc;tre d&eacute;crit en termes de d&eacute;sorption laser simple m&eacute;canique de shake-off ou directe. Plut&ocirc;t, ils indiquent que le processus de transfert d&#39;&eacute;nergie multipas participent. Deux possibles (et pas mutuellement exclusives) qualitatives m&eacute;canismes de LIAD qui reposent sur la formation d&#39;&Eacute;tats d&#39;&eacute;nergie hors d&#39;&eacute;quilibre dans le syst&egrave;me de l&#39;adsorbat-substrat sont propos&eacute;s et discut&eacute;s.

Pilot&eacute;e par laser acoustique d&eacute;sorption des mol&eacute;cules organiques de feuilles solides irradi&eacute;s &agrave; l&#39;arri&egrave;re.

Laser-induzierte akustische Desorption (LIAD) von d&uuml;nnen Metallfolien ist eine vielversprechende Technik f&uuml;r schonende und effiziente Volatilization intakt organischer Molek&uuml;le von Oberfl&auml;chen von festen Untergr&uuml;nden. Mit der Single-Photonen-Ionisation-Methode kombiniert mit Time-of-Flight mass Spectrometry, haben wir untersucht die neutrale Komponente der desorbierte Flux in LIAD und verglich sie mit, die von direkten Laser Desorption. Diese grundlegende Studien des LIAD, f&uuml;r Molek&uuml;le mit verschiedenen organischen Farbstoffen (Fluorescein, Rhodamin B, Anthracen, Cumarin, BBQ), zeigten Erkennung von intakten &uuml;bergeordneten Molek&uuml;le des Analyten auch bei seiner Oberfl&auml;chen Konzentration eine Submonolayer-Beschichtung. In einigen F&auml;llen (Rhodamin B, Fluoreszein, BBQ) war der &uuml;bergeordneten Molek&uuml;lion Gipfel von ein paar Fragmentierung Gipfeln der vergleichbarer Intensit&auml;t, begleitet, w&auml;hrend f&uuml;r andere, nur Spitzen, intakten &uuml;bergeordneten Molek&uuml;le entspricht erkannt wurden. Gemessen an allen desorbing Laser-Intensit&auml;ten (von 100 bis 500 MW/cm2), der Gesamtbetrag der desorbierte &uuml;bergeordneten Molek&uuml;le exponentiell hing die Laserst&auml;rke. Translationale Geschwindigkeiten der desorbierte intakten Molek&uuml;le, bestimmt zum ersten Mal in dieser Arbeit wurden rund hundert Meter pro Sekunde, weniger als das, was in unseren Experimenten f&uuml;r direkte Laser Desorption beobachteten, aber wesentlich gr&ouml;&szlig;er als die m&ouml;glichen senkrecht Geschwindigkeit der Substratoberfl&auml;che Folie wegen Laser erzeugte akustische Wellen. Dar&uuml;ber hinaus diese Geschwindigkeiten nicht die desorbing Laserst&auml;rke abh&auml;ngig, die was das Vorhandensein eines komplexeren Mechanismus der Energie&uuml;bertragung als direkte mechanische oder thermische Kopplung zwischen dem Laserpuls und den adsorbierten Molek&uuml;len impliziert. Auch der gesamte Flux desorbierte intakten Molek&uuml;le in Abh&auml;ngigkeit von der Gesamtzahl der desorbieren laser Impulse, auffallend den gleichen Punkt auf dem Ziel, verfiel ein Potenzgesetz, anstatt eine Exponentialfunktion zu folgen, wie durch das Sch&uuml;tteln-off Modell vorhergesagt h&auml;tten. Zusammenfassend deuten die Ergebnisse unserer Experimente, dass das LIAD-Ph&auml;nomen in Bezug auf die einfache mechanische Ersch&uuml;tterung-off oder direkte Laser Desorption beschrieben werden kann. Vielmehr stellen sie multistep Energie-Transfer-Prozesse beteiligt sind. Zwei m&ouml;gliche (und nicht gegenseitig) qualitative Mechanismen des LIAD, die auf die Bildung von Nonequilibrium Energiezust&auml;nde in das Adsorbat-Substrat-System werden vorgeschlagen und diskutiert.

Laser-gesteuerte akustische Desorption organischer Molek&uuml;le aus R&uuml;cken bestrahlten feste Folien.

Laser-indotta acustica desorbimento (LIAD) da sottili lamine di metalli &egrave; una tecnica promettente per volatilizzazione efficace e delicata delle molecole organiche intatte dalle superfici dei substrati solidi. Utilizzando il metodo del singolo-fotone ionizzazione combinato con spettrometria di massa a tempo di volo, abbiamo esaminato la componente neutrale del desorbita con flusso in LIAD e rispetto a quello da desorbimento laser diretto. Questi studi di base di LIAD, condotto per molecole di coloranti organici vari (fluoresceina, Rodamina B, antracene, cumarina, barbecue), hanno dimostrato la rilevazione delle molecole intatte padre dell&#39;analita anche alle sue concentrazioni di superficie corrispondente a un rivestimento submonolayer. In alcuni casi (Rodamina B, fluoresceina, barbecue), il picco dello ione molecolare padre era accompagnato da alcuni picchi di frammentazione di intensit&agrave; paragonabile, mentre per gli altri, sono stati rilevati soli picchi corrispondenti alle molecole di padre intatto. Misurato a tutti desorbing intensit&agrave; del laser (da 100 a 500 MW/cm2), la quantit&agrave; totale di molecole desorbita con padre dipendeva in modo esponenziale l&#39;intensit&agrave; del laser. Velocit&agrave; traslazionale di desorbita con molecole intatte, determinate per la prima volta in questo lavoro, sono stati dell&#39;ordine di centinaia di metri al secondo, meno di quello che &egrave; stato osservato nei nostri esperimenti per desorbimento laser diretto, ma sostanzialmente maggiore di possibili velocit&agrave; perpendicolare della superficie di lamina del substrato a causa di onde acustiche generate dal laser. Inoltre, queste velocit&agrave; non dipendono l&#39;intensit&agrave; laser desorbing, che implica la presenza di un meccanismo pi&ugrave; sofisticato del trasferimento di energia di accoppiamento meccanico o termico diretto tra impulso laser e le molecole adsorbite. Inoltre, il flusso totale di desorbita con molecole intatte in funzione del numero totale di dissorbire laser impulsi, colpisce lo stesso punto sul bersaglio, decaduto seguendo una legge di potenza piuttosto che una funzione esponenziale, come il modello shake-off sarebbe stato previsto. Per riassumere, i risultati dei nostri esperimenti indicano che il fenomeno LIAD non pu&ograve; essere descritto in termini di desorbimento semplice meccanica laser diretto o shake-off. Piuttosto, essi suggeriscono che i processi di trasferimento di energia multistep sono coinvolti. Due possibili (e non escludono) qualitative meccanismi di LIAD che si basano sulla formazione di stati di non equilibrio energetico del sistema adsorbato-substrato sono proposti e discussi.

Laser-driven acustica desorbimento di molecole organiche da retro-irradiati solido estruso.

&#x30EC;&#x30FC;&#x30B6;&#x30FC;&#x8A98;&#x8D77;&#x97F3;&#x97FF; (&#x30DA;&#x30A4;&#x30AF;&#x30D7;&#x30FC;&#x30EB;) &#x304B;&#x3089;&#x306E;&#x8131;&#x7740;&#x91D1;&#x5C5E;&#x7B94;&#x56FA;&#x4F53;&#x57FA;&#x677F;&#x306E;&#x8868;&#x9762;&#x304B;&#x3089;&#x305D;&#x306E;&#x307E;&#x307E;&#x6709;&#x6A5F;&#x5206;&#x5B50;&#x306E;&#x63EE;&#x6563;&#x7A4F;&#x3084;&#x304B;&#x306A;&#x3001;&#x52B9;&#x7387;&#x7684;&#x306A;&#x6280;&#x8853;&#x3067;&#x3059;&#x3002;&#x5358;&#x4E00;&#x5149;&#x5B50;&#x30A4;&#x30AA;&#x30F3;&#x5316;&#x6CD5;&#x3092;&#x7528;&#x3044;&#x305F;&#x98DB;&#x884C;&#x6642;&#x9593;&#x578B;&#x8CEA;&#x91CF;&#x5206;&#x6790;&#x6CD5;&#x3092;&#x7D44;&#x307F;&#x5408;&#x308F;&#x305B;&#x305F;&#x3001;&#x30DA;&#x30A4;&#x30AF;&#x30D7;&#x30FC;&#x30EB;&#x306B;&#x304A;&#x3051;&#x308B;&#x8131;&#x96E2;&#x30D5;&#x30E9;&#x30C3;&#x30AF;&#x30B9;&#x306E;&#x4E2D;&#x7ACB;&#x7684;&#x306A;&#x30B3;&#x30F3;&#x30DD;&#x30FC;&#x30CD;&#x30F3;&#x30C8;&#x3092;&#x691C;&#x8A0E;&#x3057;&#x3066;&#x305D;&#x308C;&#x3092;&#x76F4;&#x63A5;&#x30EC;&#x30FC;&#x30B6;&#x30FC;&#x8131;&#x96E2;&#x3068;&#x6BD4;&#x8F03;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x57FA;&#x672C;&#x7684;&#x306A;&#x30DA;&#x30A4;&#x30AF;&#x30D7;&#x30FC;&#x30EB;&#x306E;&#x7814;&#x7A76;&#x306E;&#x69D8;&#x3005; &#x306A;&#x6709;&#x6A5F;&#x8272;&#x7D20;&#x5206;&#x5B50;&#x306E; (&#x30ED;&#x30FC;&#x30C0;&#x30DF;&#x30F3; B&#x3001;&#x86CD;&#x5149;&#x3001;&#x30A2;&#x30F3;&#x30C8;&#x30E9;&#x30BB;&#x30F3;&#x3001;&#x30AF;&#x30DE;&#x30EA;&#x30F3;&#x3001;&#x30D0;&#x30FC;&#x30D9;&#x30AD;&#x30E5;&#x30FC;&#xFF09;&#x3001;&#x305D;&#x306E;&#x307E;&#x307E;&#x89AA;&#x30B5;&#x30D6;&#x30E2;&#x30CE;&#x30EC;&#x30A4;&#x30E4;&#x30FC; &#x30B3;&#x30FC;&#x30C6;&#x30A3;&#x30F3;&#x30B0;&#x306B;&#x5BFE;&#x5FDC;&#x3059;&#x308B;&#x305D;&#x306E;&#x8868;&#x9762;&#x6FC3;&#x5EA6;&#x3082;&#x8A66;&#x6599;&#x5206;&#x5B50;&#x306E;&#x691C;&#x51FA;&#x3092;&#x793A;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x4ED6;&#x306B;&#x306F;&#x3001;&#x305D;&#x306E;&#x307E;&#x307E;&#x89AA;&#x5206;&#x5B50;&#x306B;&#x5BFE;&#x5FDC;&#x3059;&#x308B;&#x552F;&#x4E00;&#x306E;&#x30D4;&#x30FC;&#x30AF;&#x304C;&#x691C;&#x51FA;&#x3055;&#x308C;&#x305F;&#x306E;&#x306B;&#x5BFE;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x304F;&#x3064;&#x304B;&#x306E;&#x30B1;&#x30FC;&#x30B9;&#x3067; 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&#xD3EC; &#xC77C; &#xD45C;&#xBA74;&#xC758; &#xAC00;&#xB2A5;&#xD55C; &#xC218;&#xC9C1; &#xC18D;&#xB3C4; &#xBCF4;&#xB2E4; &#xC2E4;&#xC9C8;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; &#xB354; &#xD070; &#xB418;&#xC5C8;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xB610;&#xD55C;, &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; &#xC18D;&#xB3C4; &#xB808;&#xC774;&#xC800; &#xD384;&#xC2A4;&#xC640; &#xD761;&#xCC29;&#xB41C; &#xBD84;&#xC790; &#xAC04;&#xC758; &#xC9C1;&#xC811;&#xC801;&#xC778; &#xAE30;&#xACC4;&#xC801; &#xB610;&#xB294; &#xC5F4; &#xACB0;&#xD569; &#xBCF4;&#xB2E4; &#xC5D0;&#xB108;&#xC9C0; &#xC804;&#xC1A1;&#xC758; &#xBCF4;&#xB2E4; &#xC815;&#xAD50;&#xD55C; &#xBA54;&#xCEE4;&#xB2C8;&#xC998;&#xC758; &#xC874;&#xC7AC; &#xC758;&#xBBF8; &#xD0C8; &#xB808;&#xC774;&#xC800; &#xAC15;&#xB3C4;&#xC5D0; &#xC758;&#xC874; &#xD558;&#xC9C0; &#xC54A;&#xC558;&#xB2E4;. &#xB610;&#xD55C;, &#xCC29;&#xC758; &#xCD1D; &#xC218;&#xC758; &#xD568;&#xC218;&#xB85C; desorbed &#xADF8;&#xB300;&#xB85C; &#xBD84;&#xC790;&#xC758; &#xCD1D; &#xC790; &#xC18D; &#xB808;&#xC774;&#xC800; &#xD384;&#xC2A4;, &#xB300;&#xC0C1;, &#xBD80;&#xD328; &#xC250;&#xC774;&#xD06C; &#xC624;&#xD504; &#xBAA8;&#xB378;&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; &#xC608;&#xCE21; &#xB41C; &#xC804;&#xC6D0; &#xBC95; &#xBCF4;&#xB2E4;&#xB294; &#xC9C0; &#xC218; &#xD568;&#xC218;&#xB97C; &#xB2E4;&#xC74C;&#xACFC; &#xAC19;&#xC740; &#xC9C0;&#xC810; &#xC0BC;&#xC9C4;. &#xC694;&#xC57D; &#xD558;&#xBA74;, &#xC6B0;&#xB9AC;&#xC758; &#xC2E4;&#xD5D8; &#xACB0;&#xACFC; LIAD &#xD604;&#xC0C1; &#xAC04;&#xB2E8;&#xD55C; &#xAE30;&#xACC4;&#xC801; &#xC250;&#xC774;&#xD06C;-&#xC624;&#xD504; &#xB610;&#xB294; &#xC9C1;&#xC811; &#xB808;&#xC774;&#xC800; &#xD0C8; &#xCC29;&#xC758; &#xAD00;&#xC810;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC124;&#xBA85; &#xB420; &#xC218; &#xC5C6;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4; &#xB098;&#xD0C0;&#xB0C5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC624;&#xD788;&#xB824;, &#xADF8;&#xB4E4;&#xC740; &#xB2E4;&#xB2E8;&#xACC4; &#xC5D0;&#xB108;&#xC9C0; &#xC804;&#xC1A1; &#xD504;&#xB85C;&#xC138;&#xC2A4; &#xAD00;&#xB828; &#xB41C; &#xAC83;&#xC774; &#xC88B;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xB450; &#xAC00;&#xB2A5;&#xD55C; (&#xADF8;&#xB9AC;&#xACE0; &#xC0C1;&#xD638; &#xBC30;&#xD0C0;&#xC801;&#xC778;) &#xC9C8;&#xC801; &#xBA54;&#xCEE4;&#xB2C8;&#xC998; LIAD&#xC758; adsorbate &#xAE30;&#xD310; &#xC2DC;&#xC2A4;&#xD15C;&#xC5D0;&#xC11C; nonequilibrium &#xC5D0;&#xB108;&#xC9C0; &#xC0C1;&#xD0DC;&#xC758; &#xD615;&#xC131;&#xC744; &#xAE30;&#xBC18;&#xC73C;&#xB85C; &#xD558;&#xB294; &#xC81C;&#xC548; &#xBC0F; &#xB17C;&#xC758;.

&#xD0C8; &#xB808;&#xC774;&#xC800; &#xAE30;&#xBC18; &#xC74C;&#xD5A5; &#xCC29; &#xACE0;&#xCCB4; &#xD3EC; &#xBC31; &#xBC18;&#xAD6C;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC720;&#xAE30; &#xBD84;&#xC790;&#xC758;.

Desorci&oacute;n ac&uacute;stica inducida por l&aacute;ser (ten&iacute;a) de finas l&aacute;minas de metales es una t&eacute;cnica prometedora para la volatilizaci&oacute;n suave y eficiente de mol&eacute;culas org&aacute;nicas intactas de las superficies de sustratos s&oacute;lidos. Utilizando el m&eacute;todo de ionizaci&oacute;n de fot&oacute;n &uacute;nico combinado con espectrometr&iacute;a de masas de tiempo de vuelo, hemos examinado el componente neutral del flujo desorbido en ten&iacute;a y lo compar&oacute; a la de desorci&oacute;n l&aacute;ser directa. Estos estudios b&aacute;sicos de ten&iacute;a, llevado a cabo por mol&eacute;culas de varios colorantes org&aacute;nicos (Rodamina B, fluoresce&iacute;na, antraceno, cumarina, barbacoa), han demostrado que la detecci&oacute;n de mol&eacute;culas de padres intacta del analito incluso en sus concentraciones de superficies correspondiente a una capa de submonolayer. En algunos casos (Rodamina B, fluoresce&iacute;na, barbacoa), el pico de i&oacute;n molecular de padres acompa&ntilde;aron unos picos de fragmentaci&oacute;n de intensidad comparable, mientras que para otros, se detectaron s&oacute;lo picos correspondientes a las mol&eacute;culas de padres intacta. En todo miden intensidades de l&aacute;ser desorbing (de 100 a 500 MW/cm2), la cantidad total de mol&eacute;culas de deabsorbido padres depende exponencialmente de la intensidad del l&aacute;ser. Velocidades de traslaci&oacute;n de las mol&eacute;culas intactas deabsorbidas, determinadas por vez primera en este trabajo, eran del orden de cientos de metros por segundo, menos de lo que ha sido observado en nuestros experimentos para la desorci&oacute;n l&aacute;ser directa, pero sustancialmente mayor que la velocidad perpendicular posible de la superficie de la hoja de sustrato debido a las ondas ac&uacute;sticas generadas por l&aacute;ser. Por otra parte, estas velocidades no dependen de la intensidad desorbing del l&aacute;ser, que implica la presencia de un mecanismo m&aacute;s sofisticado de la transferencia de energ&iacute;a de acoplamiento mec&aacute;nico o t&eacute;rmico directo entre el pulso del laser y las mol&eacute;culas adsorbidas. Tambi&eacute;n, el flujo total de deabsorbido mol&eacute;culas intactas en funci&oacute;n del n&uacute;mero total de desorbing l&aacute;ser de pulsos, pulso el mismo punto en el destino, decay&oacute; tras una ley de energ&iacute;a en lugar de una funci&oacute;n exponencial, como habr&iacute;a sido predicho por el modelo de agitar-apagado. En Resumen, los resultados de nuestros experimentos indican que el fen&oacute;meno ten&iacute;a no se puede describir en t&eacute;rminos de desorci&oacute;n l&aacute;ser mec&aacute;nica simple del batido o el directo. Por el contrario, sugieren que est&aacute;n implicados procesos de transferencia de energ&iacute;a por pasos. Dos posibles (y no excluyentes) cualitativos mecanismos de ten&iacute;a que se basan en la formaci&oacute;n de los Estados de energ&iacute;a de no equilibrio en el sistema de adsorbato-sustrato son propuestos y discutidos.

Desorci&oacute;n ac&uacute;stica basadas en l&aacute;ser de mol&eacute;culas org&aacute;nicas l&aacute;minas s&oacute;lida espalda irradiado.

&#x6DF1;&#x5EA6;&#x5206;&#x8FA8;&#x7387;&#x7684;&#x4E8C;&#x6B21;&#x79BB;&#x5B50;&#x8D28;&#x8C31;&#x6CD5;&#x7684;&#x57FA;&#x672C;&#x7269;&#x7406;&#x9650;&#x5236;&#x4E5F;&#x5145;&#x5206;&#x4E86;&#x89E3;&#x7406;&#x8BBA;&#x4E2D;&#x5B9E;&#x73B0;&#x548C;&#x8BC1;&#x660E;&#x4ED6;&#x4EEC;&#x7684;&#x5B9E;&#x9A8C;&#x5DE5;&#x4F5C;&#x867D;&#x4ECD;&#x5728;&#x8FDB;&#x884C;&#x4E4B;&#x4E2D;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x62A5;&#x544A;&#x9AD8;&#x5206;&#x8FA8;&#x7387; TOF SIMS &#xFF08;&#x98DE;&#x884C;&#x65F6;&#x95F4;&#x4E8C;&#x6B21;&#x79BB;&#x5B50;&#x8D28;&#x8C31;&#x6CD5;&#xFF09; &#x6DF1;&#x5EA6;&#x5206;&#x6790; nanolayered &#x7ED3;&#x6784;&#xFF0C;&#x5806;&#x6808;&#x7684;&#x4EA4;&#x66FF;&#x539F;&#x5B50;&#x5C42;&#x6C89;&#x79EF;&#x7845;&#x886C;&#x5E95;&#x4E0A;&#x751F;&#x957F;&#x7684;&#x6C27;&#x5316;&#x9541;&#x3001; &#x6C27;&#x5316;&#x950C; ~5.5 nm &#x5C42; 16 &#x5B9E;&#x9A8C;&#x7684;&#x7ED3;&#x679C;&#x3002;

&#x9AD8;&#x5206;&#x8FA8;&#x7387;&#x7684;&#x4E8C;&#x6B21;&#x79BB;&#x5B50;&#x8D28;&#x8C31;&#x6CD5;&#x7684; nanolayers &#x5206;&#x6790;&#x6DF1;&#x5EA6;&#x3002;

Although the fundamental physical limits for depth resolution of secondary ion mass spectrometry are well understood in theory, the experimental work to achieve and demonstrate them is still ongoing. We report results of high-resolution TOF SIMS (time-of-flight secondary ion mass spectrometry) depth profiling experiments on a nanolayered structure, a stack of 16 alternating MgO and ZnO ~5.5 nm layers grown on a Si substrate by atomic layer deposition.

High-resolution secondary ion mass spectrometry depth profiling of nanolayers.

Bien que les limites physiques fondamentaux pour la r&eacute;solution de la profondeur de la spectrom&eacute;trie de masse des ions secondaires comprennent bien en th&eacute;orie, les travaux exp&eacute;rimentaux pour atteindre et d&eacute;montrer leur sont toujours en cours. Nous rapportons les r&eacute;sultats de la profondeur de TOF SIMS (spectrom&eacute;trie de masse d&#39;ions secondaires de temps de vol) &agrave; haute r&eacute;solution des exp&eacute;riences sur une structure nanocouches, une pile de 16 couches nm de MgO et ZnO ~5.5 cultiv&eacute;s sur un substrat Si par d&eacute;p&ocirc;t de couches atomiques de profilage.

Ionique secondaire spectrom&eacute;trie de masse profilage d&#39;&eacute;paisseur nanocouches.

Obwohl die grundlegenden physikalischen Grenzen f&uuml;r tiefe Aufl&ouml;sung von Sekund&auml;rionen-Massenspektrometrie in der Theorie gut verstanden sind, ist die experimentelle Arbeit zu erreichen und zeigen ihnen noch nicht abgeschlossen. Wir berichten &uuml;ber Ergebnisse von hochaufl&ouml;senden TOF SIMS (Time-of-Flight Sekund&auml;rionen-Massenspektrometrie) Tiefe Profilierung Experimente auf eine Nanolayered-Struktur, die einen Stapel von 16 abwechselnd MgO und ZnO ~5.5 nm-Schichten auf einem Si-Substrat von atomic Layer Deposition angebaut.

Hochaufl&ouml;sende Sekund&auml;rionen-Massenspektrometrie Tiefe Profilierung von Nanoschichten.

Nonostante i limiti fisici fondamentali per la risoluzione di profondit&agrave; di spettrometria di massa di ioni secondari sono ben comprese in teoria, il lavoro sperimentale di raggiungere e dimostrare loro &egrave; ancora in corso. Riportiamo i risultati di profondit&agrave; di TOF SIMS (spettrometria di massa di ioni secondari a tempo di volo) ad alta risoluzione profilatura esperimenti su una struttura di nanolayered, una pila di 16 MgO e ZnO ~5.5 nm strati coltivati su un substrato Si da deposizione di strati atomici alternati.

Spettrometria di massa ioni secondari ad alta risoluzione profondit&agrave; profilatura di nanolayers.

&#x6DF1;&#x3055;&#x5206;&#x89E3;&#x80FD;&#x4E8C;&#x6B21;&#x30A4;&#x30AA;&#x30F3;&#x8CEA;&#x91CF;&#x5206;&#x6790;&#x6CD5;&#x306E;&#x57FA;&#x672C;&#x7684;&#x306A;&#x7269;&#x7406;&#x7684;&#x306A;&#x9650;&#x754C;&#x3082;&#x7406;&#x8AD6;&#x7684;&#x306B;&#x306F;&#x7406;&#x89E3;&#x3055;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x304C;&#x3001;&#x9054;&#x6210;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x3001;&#x305D;&#x308C;&#x3089;&#x3092;&#x793A;&#x3059;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x5B9F;&#x9A13;&#x7684;&#x306A;&#x4F5C;&#x54C1;&#x304C;&#x307E;&#x3060;&#x9032;&#x884C;&#x4E2D;&#x3067;&#x3059;&#x3002;&#x7A4D;&#x5C64;&#x69CB;&#x9020;&#x3001;16 &#x306E;&#x4EA4;&#x4E92; Si &#x57FA;&#x677F;&#x4E0A;&#x539F;&#x5B50;&#x5C64;&#x84B8;&#x7740;&#x306B;&#x3088;&#x308A;&#x6210;&#x9577;&#x3057;&#x305F; ~5.5 nm &#x306E; MgO &#x53CA;&#x3073; ZnO &#x306E;&#x5C64;&#x306E;&#x30B9;&#x30BF;&#x30C3;&#x30AF;&#x5B9F;&#x9A13;&#x9AD8;&#x5206;&#x89E3;&#x80FD; TOF &#x30B7;&#x30E0;&#x30BA; &#xFF08;&#x98DB;&#x884C;&#x6642;&#x9593;&#x578B;&#x4E8C;&#x6B21;&#x30A4;&#x30AA;&#x30F3;&#x8CEA;&#x91CF;&#x5206;&#x6790;&#x6CD5;&#xFF09; &#x6DF1;&#x3055;&#x65B9;&#x5411;&#x306E;&#x7D50;&#x679C;&#x3092;&#x5831;&#x544A;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

&#x9AD8;&#x5206;&#x89E3;&#x80FD;&#x4E8C;&#x6B21;&#x30A4;&#x30AA;&#x30F3;&#x8CEA;&#x91CF;&#x5206;&#x6790;&#x6CD5;&#x306F;&#x30CA;&#x30CE;&#x30EC;&#x30A4;&#x30E4;&#x30FC;&#x306E;&#x6DF1;&#x3055;&#x3002;

2 &#xCC28; &#xC774;&#xC628; &#xC9C8;&#xB7C9; &#xBD84;&#xC11D;&#xC758; &#xAE4A;&#xC774; &#xD574;&#xC0C1;&#xB3C4; &#xB300; &#xD55C; &#xADFC;&#xBCF8;&#xC801;&#xC778; &#xBB3C;&#xB9AC;&#xC801; &#xD55C;&#xACC4; &#xC774;&#xB860;&#xC5D0; &#xC774;&#xD574; &#xC798; &#xB418; &#xC788;&#xC9C0;&#xB9CC; &#xB2EC;&#xC131; &#xD558;&#xAE30; &#xC704;&#xD574; &#xADF8;&#xB4E4;&#xC744; &#xBCF4;&#xC5EC; &#xC2E4;&#xD5D8; &#xC791;&#xC5C5; &#xC5EC;&#xC804;&#xD788; &#xC9C4;&#xD589; &#xC911; &#xC774;&#xB2E4;. &#xC6B0;&#xB9AC;&#xB294; &#xACE0;&#xD574;&#xC0C1;&#xB3C4; TOF &#xC2EC;&#xC988; (&#xBE44;&#xD589; &#xC2DC;&#xAC04; 2 &#xCC28; &#xC774;&#xC628; &#xC9C8;&#xB7C9; &#xBD84;&#xC11D;) &#xAE4A;&#xC774; &#xD504;&#xB85C; &#xD30C;&#xC77C;&#xB9C1; 16 &#xAD50;&#xB300;&#xB85C; &#xBC18;&#xBCF5; &#xB418;&#xB294; &#xC6D0;&#xC790; &#xCE35; &#xC99D; &#xCC29; &#xD558; &#xC5EC; Si &#xAE30;&#xD310;&#xC5D0; &#xC131;&#xC7A5; MgO &#xBC0F; ZnO ~5.5 nm &#xB808;&#xC774;&#xC5B4; &#xC2A4;&#xD0DD; nanolayered &#xAD6C;&#xC870;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xC2E4;&#xD5D8;&#xC758; &#xACB0;&#xACFC; &#xBCF4;&#xACE0; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;.

&#xACE0;&#xD574;&#xC0C1;&#xB3C4; 2 &#xCC28; &#xC774;&#xC628; &#xC9C8;&#xB7C9; &#xBD84;&#xC11D; &#xAE4A;&#xC774; nanolayers&#xC758; &#xD504;&#xB85C; &#xD30C;&#xC77C;&#xB9C1;.

Aunque los l&iacute;mites f&iacute;sicos fundamentales para la resoluci&oacute;n de la profundidad de la espectrometr&iacute;a de masas de iones secundarios se entienden bien en teor&iacute;a, el trabajo experimental para lograr y demostrarles est&aacute; a&uacute;n en curso. Divulgamos resultados de alta resoluci&oacute;n profundidad de TOF SIMS (espectrometr&iacute;a de masas de iones secundarios de tiempo de vuelo), perfiles de experimentos sobre una estructura Polymeric, una pila de 16 alternando MgO y ZnO capas de nm ~5.5 crecidas sobre un sustrato de Si por la deposici&oacute;n de la capa at&oacute;mica.

Alexander V. Zinovev

Materials Science Division

Argonne National Laboratory

Characterization of Surface Modifications by White Light Interferometry: Applications in Ion Sputtering, Laser Ablation, and Tribology Experiments

Alexander V. Zinovev

.css-o250i3{font-size:18px;font-family:Open Sans,sans-serif;line-height:21.6px;}Materials Science Division

Argonne National Laboratory

Characterization of Surface Modifications by White Light Interferometry: Applications in Ion Sputtering, Laser Ablation, and Tribology Experiments

Materials Science Division