Mainz 1997 – wissenschaftliches Programm

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K: Kurzzeitphysik

K 5: Laserstrahl - Wechselwirkungen

K 5.6: Vortrag

Dienstag, 4. März 1997, 17:15–17:30, RW 2

Clusterwachstum in Plasma/Dampf-Wolken beim Abtragen mit Kurzpulslasern — •G. Callies, H. Schittenhelm, P. Berger und H. Hügel — Institut für Strahlwerkzeuge, Universität Stuttgart, Pfaffenwaldring 43, D-70569 Stuttgart

Mittels der Kondensationstheorie von I.M. Lifschitz und V.V. Slyozov [1] wird das Wachstum und die Bildung von Metallclustern in laserinduzierten Materialdampfwolken berechnet. Dabei werden die Fluktuation von Kondensationskeimen aus dem übersättigten Metalldampf, das Wachstum der Cluster aufgrund von Atom-Cluster-Stößen und auch die Stöße unter Clustern (Koaleszenzstadium) betrachtet. Die notwendigen thermophysikalischen Gegebenheiten in der Gasphase werden durch Lösung der Eulergleichungen und unter Berücksichtigung der Theorie der inversen Bremsstrahlung berechnet. Die Ergebnisse zeigen, daß ein betrachtenswertes Clusterwachstum eintritt, wenn aufgrund von Absorptionsprozessen die Temperatur in der Wechselwirkungszone hoch genug ist, die Verdampfungstemperatur alleine reicht dafür nicht aus. Zudem ist eine hohe Übersättigung notwendig, die durch die Existenz der Knudsenschicht ermöglicht wird , wie sie z.B. bei der Ablation von Metallen mit Excimerlasern bei Umgebungsdruck von 1 bar auftreten. Präsentiert wird die Clusterbildung unter Variation von verschiedenen Parametern.

[1] I. M. Lifschitz, V. V. Slyozov, J. Phys. Chem. Solids. 19 Nr. 1/2, 35 (1961)