FABRICACIÓN DE NANOESTRUCTURAS CON PULSOS LASER DE NANOSEGUNDOS

Asignatura: Nanotecnología e industrias petroquímicas

Ingeniero: Alfredo Rafael Vilchis Néstor

Alumno: Luis Enrique Severiano Lopez

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FABRICACIÓN DE NANOESTRUCTURAS CON PULSOS LASER

DE NANOSEGUNDOS

Los materiales nanoestructurados poseen propiedades físicas muy diferentes a las que presentan a escalas macrométricas lo que los hace únicos para su uso en diversas áreas de la industria. Sin embargo, su aplicación en dispositivos reales requiere previamente satisfacer dos requerimientos básicos: desarrollar métodos de bajo costo de producción y lograr controlar sus propiedades físicas y químicas. En el caso particular de nanopartículas metálicas, tanto sus propiedades ópticas como eléctricas cambian drásticamente en función de su tamaño, forma, composición y entorno; parámetros que a su vez puede ser modificados manipulando las condiciones de fabricación.

Uno de los fenómenos que se han observado durante la interacción de la luz láser con distintos materiales es la generación de nanoestructuras periódicas superficiales conocidas como LIPSS (Laser-Induced Periodic Surface Structures), mientras que la ablación láser es un proceso en el que un láser arranca o vaporiza material de la superficie de un objeto sólido al incidir sobre él.

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Irradiación pulsada en nanosegundos sobre películas delgadas de metal para la producción de nanopartículas.

El primer paso es colocar un recubrimiento (material metálico) sobre una superficie (sustrato) para posteriormente hacer una irradiación mediante el uso de un láser para producir nanopartículas.

Ventajas:                                                                                   Desventajas:

-Alta pureza de nanopartículas.                                    -Existe distribución de tamaños de NPs significativa.

-Daño mínimo al sustrato.                                       -Efecto del perfil incidente del haz de laser.

-NPs adheridas a la superficie.

-Se puede escalar a producción masiva.

Pruebas Experimentales en películas delgadas de oro utilizado portaobjetos como sustrato.

Efecto de la fluencia  y numero de pulsos del láser:

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• Se utilizó una película de oro de 40 nm.

• λ= 355nm, 8ns

• El color de las zonas irradiadas delata la presencia de nanopartículas de Oro, debido a que generan una banda de absorción en el rango visible.

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Para fluencias altas de laser y un gran número de pulsos (500), se generan oscilaciones (huecos) en el sustrato.

¿Cuale es el efecto de la presión sobre la formación de NPs?

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- Se utilizó una película de oro de 55 nm y se aplicaron 5 Pulsos.

El tamaño de las nanopartículas y la distribución de las mismas son mejores en condiciones al vacío.

Efecto del espesor de la película de Oro

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Como se pude observar en las graficas anteriores, se tiene una mayor evaporación de material (60 %), cuando el experimento se realiza al vacío, así mismo las nanopartículas producidas son de menor tamaño que cuando se realiza a presión atmosférica y no existe influencia en relación al espesor de la película de Oro.

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