氧化锆纳米薄膜的激光诱导击穿光谱（LIBS）分析技术研究

• 作者: 刘哲 卢渊 孙欣 孙玉祥 钟石磊 马军艳
• 来源期刊: 光谱学与光谱分析
• 学科: 化学
• 关键词: 激光诱导击穿光谱 薄膜 等离子体图像
• 年，卷（期）: 2015,（5）
• 页码范围: 1376-1382
• 页数: 7页
• 分类号: O657.3
• 字数: 5608字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2015)05-1376-07

摘要

为了发展一种实时、快速、非接触，能对金属氧化物纳米薄膜中元素成分进行分析的检测方法，搭建了一套基于L IBS技术的薄膜检测分析系统。该系统可同时实现样品平面的精确定位，样品烧蚀坑形貌实时观测，等离子体成像和光谱采集等功能。样品为在单晶硅基底上利用溶胶-凝胶法制备的约40 nm厚的氧化锆功能薄膜，实验中将其放置在一个位移精度为0.01 m m的三维平移台上。系统测试结果表明，在两束聚焦的连续激光辅助下，样品平面的定位精度达到了20μm ，LIBS单脉冲检测光谱信号的面积分强度的重复性的相对标准偏差（RSD ）达到了1.6％。在室温和大气环境下，对等离子体空间分布、信号强度随激发能量、时间参数和LTSD（激光聚焦点到样品表面的距离）参数而变化的情况从光谱角度进行了实验研究，并优化了实验参数和探测参数。利用实验得到的光谱数据，用玻尔兹曼方计算了等离子体的电子温度，利用硅的原子线计算了电子密度，对定量检测所必须的局部热力学平衡（LTE）条件进行了评价。