Estudios fundamentales de ablación láser. Aplicaciones a la formación de clusters y al microanálisis de superficies

Resumen

El trabajo presentado en esta Memoria de Tesis Doctoral se centra en el estudio de los procesos de ablación láser de distintos materiales empleando fundamentalmente la técnica de espectrometría de masas de tiempo de vuelo (TOF-MS). Las investigaciones se llevan a cabo en tres tipos de materiales, cada uno de los cuales posee una importancia particular en diversas aplicaciones de la ablación láser. El primero de ellos es el monóxido de silicio (SiO). Este material ha sido escasamente investigado a pesar de sus posibles aplicaciones para la fotodeposición de nanoestructuras de silicio. En este trabajo se analiza la composición iónica de la pluma de ablación con láseres de diferentes longitudes de onda, poniendo de manifiesto la incidencia de dos mecanismos de ablación distintos, así como la formación de clusters por evaporación térmica. Asimismo se analizan las especies neutras de la pluma y se caracteriza su dinámica de expansión a fluencias láser cercanas al umbral de ablación. A continuación se estudia el microanálisis de diversos pigmentos utilizados en pintura artística por espectrometría de masas de ablación láser (LAMS). La interacción de la radiación láser ultravioleta con estas sustancias ha recibido un gran interés a raíz de la aplicación de las técnicas de ablación laser a la limpieza y restauración de obras de arte. El análisis de la pluma de ablación de estos materiales revela la formación de clusters de óxidos metálicos y muestra una evolución de los espectros de masas con las sucesivas irradiaciones del láser que se correlaciona con la progresiva descomposición térmica del pigmento. Por último se investiga la aplicación de la técnica LAMS a la caracterización de superficies nanoestructuradas de plata. Estos materiales se conocen por su capacidad de potenciar los efectros electromagnéticos de la radiación sobre moléculas adsorbidas en su superficie, dependiendo fundamen