Využití spektrometrie laserem buzeného plazmatu LIBS pro prvkové mapování

NOVOTNÝ, Karel, Aleš HRDLIČKA, Jozef KAISER a Viktor KANICKÝ. Využití spektrometrie laserem buzeného plazmatu LIBS pro prvkové mapování. In KONFERENCE HUTNÍ A PRŮMYSLOVÁ ANALYTIKA 2016. 2016.

Základní údaje

• Originální název: Využití spektrometrie laserem buzeného plazmatu LIBS pro prvkové mapování
• Název anglicky: Utilization of laser-induced breakdown spectroscopy LIBS for elemental mapping
• Autoři: NOVOTNÝ, Karel (203 Česká republika, garant, domácí), Aleš HRDLIČKA (203 Česká republika, domácí), Jozef KAISER (203 Česká republika) a Viktor KANICKÝ (203 Česká republika, domácí).
• Vydání: KONFERENCE HUTNÍ A PRŮMYSLOVÁ ANALYTIKA 2016, 2016.

Další údaje

• Originální jazyk: čeština
• Typ výsledku: Konferenční abstrakt
• Obor: 10406 Analytical chemistry
• Stát vydavatele: Česká republika
• Utajení: není předmětem státního či obchodního tajemství
• Kód RIV: RIV/00216224:14310/16:00093791
• Organizační jednotka: Přírodovědecká fakulta
• Klíčová slova anglicky: LIBS; Mapping; metal detection

Anotace

Řada průmyslových procesů vyžaduje pečlivou kontrolu vstupních materiálů a finálních výrobků a to i co se týče jejich chemické homogenity či struktury. Ačkoliv pro prvkovou mikroanalýzu nebo chemické mapování je k dispozici řada známých metod, spektroskopie laserem buzeného plazmatu (LIBS) se v poslední době dostává do popředí díky své jednoduchosti, univerzálnosti a flexibilitě. Technika LIBS představuje poměrně jednoduchý způsob rychlé chemické mikroanalýzy přímo v průmyslovém provozu anebo i s možností bezkontaktní analýzy na dálku. Okamžitá odezva signálu, minimální požadavky na úpravu vzorku, možnost analýzy na vzduchu, v atmosféře různých plynů anebo i pod hladinou kapaliny ji předurčuje k výjimečnému postavení mezi ostatními metodami. Vzorkováním jednotlivými laserovými pulzy se provádí nejčastěji v řadě nebo v dvourozměrném X, Y rastru. Opakovaným vzorkováním ze stejného místa lze potom provést stanovení hloubkového profilu především u vrstevnatých materiálů. Použití laseru s kratší vlnovou délkou umožňuje zaostření na malou plochu a tak dosažení vysokého prostorového rozlišení, v praxi až do úrovně několika desítek mikrometrů. V tomto případě je však většinou citlivost především pro minoritní a stopové prvky nedostatečná z důvodu odpaření příliš malého množství materiálu. Dvoupulzní technika, která využívá druhého laserového pulzu k dalšímu ohřátí („reheating“) plazmatu, může výrazně zvýšit citlivost metody se zachováním vysokého prostorového rozlišení. Kombinace UV laseru pro vzorkování a IR laseru pro zvýšení teploty a mohutnosti plazmatu se jeví jako ideální kombinace pro tyto účely. Další zlepšení detekčních limitů pak muže být dosaženo při použití vhodné ablační komory ve spojení s atmosférou vzácného plynu.

Anotace anglicky

Many industrial processes require chemical homogeneity and structure monitoring of the input materials or final products. Although a large number of methods for elemental mapping available, Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) is at the forefront for its flexibility, simplicity and versatility. LIBS represents a relatively simple way for fast chemical microanalysis (even in situ or remotely in stand-off configuration). The immediate response of the signal, the minimum requirements for sample treatment and the possibility of contactless analysis in air or other environment imply its exceptional status. Not surprisingly, no other technique can provide all the advantage of LIBS, especially for stand-off or in-situ analysis. LIBS elemental microanalysis applications are due the portability and robustness of instrumentation also predetermined to use in industrial applications, geology or environmental science. Scan analysis by LIBS is usually performed as sampling of series spaced points in one or two directions. Recently, LIBS has been applied successfully also for depth profiling analysis of many kinds of layered samples. Short wavelength lasers enable production of small beam spots and tightly focused pulses produce the best lateral resolution. However emission intensities are usually low especially for minor and trace elements. Double pulse technique significantly enhance signal even if small amount of material per pulse is ablated. Therefore double pulse LIBS instrumentation equipped with UV ablation laser and IR laser in reheating mode seems to be suitable system for achieving low detection limits with high spatial resolution. Ablation chamber then enable further improvement of figure of merit using atmosphere of noble gas.

Návaznosti

• LQ1601, projekt VaV: Název: CEITEC 2020 (Akronym: CEITEC2020)

Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, CEITEC 2020