J 2005

Feasibility of depth profiling of Zn-based coatings by laser ablation inductively coupled plasma optical emission and mass spectrometry using infrared Nd:YAG and ArF* lasers

HRDLIČKA, Aleš, Vítězslav OTRUBA, Karel NOVOTNÝ, Detlef GÜNTHER, Viktor KANICKÝ et. al.

Basic information

Original name

Feasibility of depth profiling of Zn-based coatings by laser ablation inductively coupled plasma optical emission and mass spectrometry using infrared Nd:YAG and ArF* lasers

Name in Czech

Možnosti hloubkového profilování zinkových vrstev laserovou ablací infračerveným Nd:YAG a ArF* laserem s indukčně vázaným plazmatem s optickou emisní a hmotnostně spektrometrickou detekcí

Authors

HRDLIČKA, Aleš (203 Czech Republic), Vítězslav OTRUBA (203 Czech Republic), Karel NOVOTNÝ (203 Czech Republic), Detlef GÜNTHER (276 Germany) and Viktor KANICKÝ (203 Czech Republic, guarantor)

Edition

Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy, Amsterdam, Elsevier, 2005, 0584-8547

Other information

Language

English

Type of outcome

Článek v odborném periodiku

Field of Study

10402 Inorganic and nuclear chemistry

Country of publisher

Netherlands

Confidentiality degree

není předmětem státního či obchodního tajemství

References:

Impact factor

Impact factor: 2.332

RIV identification code

RIV/00216224:14310/05:00013739

Organization unit

Faculty of Science

UT WoS

000228853800006

Keywords in English

Laser ablation; Inductively coupled plasma; Atomic emission spectrometry; Mass spectrometry; Depth profiling; Zinc coated sheet
Změněno: 23/5/2005 11:27, Mgr. Aleš Hrdlička, Ph.D.

Abstract

V originále

The feasibility of depth profiling of zinc-coated iron sheets by laser ablation (LA) was studied using an Nd:YAG laser (1064 nm) with inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES), and an excimer ArF* laser (193 nm) with a beam homogenizer. The latter was coupled to an ICP with mass spectrometry (ICP-MS). Fixed-spot ablation was applied. Both LA systems were capable of providing depth profiles that approach the profiles obtained by glow discharge optical emission spectroscopy (GD-OES) and electron probe X-ray microanalysis (EPXMA). For Nd:YAG laser an artefact consisting in zinc depth profile signal tailing appeared, enlarging thus erroneously diffusional coating-substrate interface profile. However, the ArF* system partially reduced but not suppressed that phenomenon. For both LA systems the Fe signal from the substrate increased with depth as expected and reached a plateau. The depth resolution (depth range corresponding to 84-16% change in the full signal) achieved was several micrometers. Ablation rate was found to depend on ablation spot area at constant irradiance. Consequently, ablated volume per shot dependence on pulse energy exhibits deviation from linear course.

In Czech

Byly měřeny hloubkové profily pozinkovaných ocelových plechů laserovou ablací (LA) Nd:YAG (1064 nm) s indukčně vázaným plazmatem a optickou emisní detekcí (ICP-OES)a excimerovým ArF* laserem (193 nm)s hmotnostní spektrometrickou detekcí (ICP-MS). Ablatovalo se do bodu a oba systémy naměřily podobné profily jako optický emisní spektrometr s doutnavým výbojem (GD-OES) a elektronová mikrosonda (EPXMA). Profil z Nd:YAG laseru byl nadměrně rozšířen přetrvávajícím signálem ze zinkové vrstvy. Tento jev však byl jen částečně potlačen, ale nikoliv odstraněn použitím ArF* laseru. U obou systémů signál železa rostl podle očekávání, až dosáhl plato. Hloubkové rozlišení (hloubkový interval, v němž se max. signál změní z 84%-16%) bylo několik mikrometrů. Ablační rychlost závisela na velikosti ablatované plochy při konstantní hustotě výkonu, tzn., že ablatovaný objem jedním pulzem vykazoval odchylky od lineární závislosti na energii pulzu.

Links

MSM 143100003, plan (intention)
Name: Studium plazmochemických reakcí v neizotermickém nízkoteplotním plazmatu a jeho interakcí s povrchem pevných látek
Investor: Ministry of Education, Youth and Sports of the CR, Study of plasmachemical reactions in non-isothermic low pressure plasma and its interaction with the surface of solid substrates