Nucleation of nanoparticles in plasma created by laser ablation

Investigating the processes of nanoparticles nucleation in plasma generated by laser ablation is of first importance in order to understand and control the production of nanoparticles. Succession of local thermodynamic equilibria at the early stage of the nucleation process, when atoms of the plasma bind together, should be considered as a valid description despite fast quenching of the plasma. Typical times of reaction on alumina clusters have been measured fast compared to cooling time. Furthermore, evolution of alumina clusters stoichiometry depending on the composition of the plasma observed experimentally is coherent with DFT and ab initio calculations. Such a model do not take in account the target’s crystallography. Yet, partial influence of the target phase has been observed in the case of gadolinia. Memory of the initial atoms’ arrangement might have to be considered in a future model.

Indagare i processi di nucleazione di nanoparticelle nel plasma prodotti da un’ablazione col laser è di una importanza decisiva per capire e controllare la produzione di nanoparticelle. La successione degli equilibrii termodinamici locali nella prima fase del processo di nucleazione, quando gli atomi del plasma sono legati, dovrebbe essere considera come una descrizione valida nonostante la rapidità del quench del plasma. I tempi tipici di reazione nei gruppi di alumina sono stati misurati come rapidi rispetto al tempoi di raffreddamento. In più, l’evoluzione della stechiometria dei gruppi di alumina dipendente dalla composizione del plasma osservata sperimentalmente è coerente con DFT e con calcoli ab initio. Tale modello non prende in considerazione la cristallografia del bersaglio. Eppure, l’influenza parziale della fase del bersaglio è stata osservata nel caso dei gadolini. La memoria della disposizione degli atomi iniziali dovrebbe essere indagata in un modello futuro.