| Περίληψη |
Mε την ανακάλυψη τoυ λέϊζερ το 1960 [x], άρχισαν οι μελέτες αλληλεπίδρασης αυτών των υψηλής ισχύος πηγών ακτινοβολίας με στερεές επιφάνειες. Σε μεγάλες εντάσεις λέϊζερ, απορρόφηση της ενέργειας του λέϊζερ από το ακτινοβολημένο υπόστρωμα οδηγεί σε εκτίναξη υλικoύ στην αέρια φάση. Αυτό είναι το φαινόμενο της εκρηκτικής αποδόμησης που λαμβάνει χώρα πάνω από μία οριακή τιμή έντασης ακτινοβολίας, το λεγόμενο κατώφλι αποδόμησης. Πρόκειται για ένα συνεργειακό (collective) φαινόμενο. Αυτό σημαίνει ότι στην περίπτωση ακτινοβόλησης λόγου χάρη μοριακού υποστρώματος, παρατηρείται αποπροσρόφηση στην αέρια φάση και μορίων που δεν έχουν απορροφήσει την ενέργεια του λέϊζερ. Οι φυσικές διεργασίες της εκρηκτικής αποδόμησης είναι εξαιρετικά πολύπλοκες. Ηλεκτρομαγνητική ενέργεια του λέϊζερ μπορεί να μετατραπεί σε ηλεκτρονική, θερμική, χημική και μηχανική στο ακτινοβολούμενο στερεό. Το υλικό που εκτοξεύεται μπορεί να περιέχει ουδέτερα άτομα και μόρια, θετικά και αρνητικά ιόντα, clusters, ηλεκτρόνια και φωτόνια. Όσο για το φυσικό μηχανισμό του ablation (o όρος εκρηκτική αποδόμηση είναι η μετάφραση του όρου ablation ο οποίος έχει καθιερωθεί στη διεθνή βιβλιογραφία), αυτός αποτελεί αντικείμενο εντατικής έρευνας και επιστημονικής διαμάχης. Οι εφαρμογές του ablation καλύπτουν ένα πολύ ευρύ πεδίο [1-3]. Σημαντικά παραδείγματα εφαρμογών αποτελούν α) Η τεχνική MALD (Matrix-Assisted Laser Desorption) έχει αποδειχθεί εξαιρετικά επιτυχής για την ανάλυση πολυμερών και βιοπολυμερών, όπως ενζύμων, πρωτεϊνών, DNA και φαρμάκων. Η ουσία προς ανάλυση διαλύεται σε κατάλληλο υλικό και το μείγμα στερεοποιείται σε κρύσταλλο. Κατά την ακτινοβόληση του μείγματος, η ουσία εξέρχεται στην αέρια κατάσταση με ελάχιστη διάσπαση και κατόπιν χρησιμοποιείται η φασματοσκοπία μάζας για τη γρήγορη ταυτοποίηση της ουσίας. Αυτή είναι και η επιτυχία της MALD. Οι κατά τα άλλα εξαιρετικά ευαίσθητες ενώσεις κατορθώνουν να εξέρθουν στην αέρια φάση έχοντας υποστεί ελάχιστη φωτοδιάσπαση. β) οι ιατρικές: οφθαλμολογικές και μικροχειρουργικές επεμβάσεις γ) οι βιομηχανικές: εναπόθεση λεπτών υμενίων και δημιουργία νανοδομών δ) οι τεχνολογικές: κατεργασία διαφόρων υλικών. Το ablation εξετάζεται σε διαφορετικής φύσης υλικά όπως σε μέταλλα, ημιαγωγούς και μοριακά υποστρώματα. Στην εργασία αυτή, επικεντρωνόμαστε στην μελέτη της υπεριώδους εκρηκτικής αποδόμησης σε μοριακά υποστρώματα, κρυογονικά υμένια και πολυμερή. Ανεξαρτήτως όμως υποστρώματος, με βάση προηγούμενες μελέτες, τρεις κυρίως μηχανισμοί έχουν προταθεί για το φαινόμενο της εκρηκτικής αποδόμησης: α) θερμικός β) φωτοχημικός γ) φωτομηχανικός. Κανένας όμως δεν έχει εδραιωθεί. Οι προτεινόμενοι μηχανισμοί παρουσιάζονται αναλυτικά στο επόμενο υποκεφάλαιο:
|
Μελέτη των μηχανισμών και των αλλαγών κατά την ισχυρή υπεριώδη ακτινοβόληση πρότυπων μοριακών συστημάτων
