Examining the role of magnetic fields in plasma behavior and surface evolution of a Mg alloy with varied irradiances in a femtosecond laser treatment
Notice bibliographique
Résumé
This paper reports the effect of a magnetic field on plasma parameters and surface structuring of the Mg alloy after laser irradiation. Femtosecond pulses of a Ti:sapphire laser system (800 nm, 35 fs, 1 KHz) are employed as the source of irradiation at various irradiances ranging from 0.011PW/cm 2 to 0.117PW/cm 2 to generate ablated Mg-alloy plasma. A transvers magnetic field (TMF) of strength 1.1 Tesla is employed to confine laser generated Mg plasma. All the measurements are performed with and without TMF. The two plasma parameters, i.e., excitation temperature (T exc ) and electron number density ( n e ) of Mg plasma, have been evaluated by laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) analysis. It is observed that the values of T exc and n e of laser produced plasma (LPP) of the Mg alloy are higher in the presence of a magnetic field as compared to the field free case. Both show initially an increasing trend with increasing laser irradiance and after attaining their respective maxima a decreasing trend is observed with the further increase of irradiance. The magnetic confinement validity is confirmed by analytically evaluating thermal beta ( β t ), directional beta ( β d ), confinement radius (R b ), and diffusion time (t d ) for LPP of the Mg alloy. To correlate the LPP parameters of the Mg alloy with surface modifications a field emission scanning electron microscope (FE-SEM) analysis is performed. It was revealed that structures like laser-induced periodic surface structures (LIPSSs), agglomerates, islands, large sized bumps, along with channels and multiple ablative layers are observed. Distinct and well-defined surface structuring is observed in the presence of TMF as compared to the field free case. It is concluded that by applying an external magnetic field during laser irradiation, controlled material surface structuring is possible for fabrication of nanogratings and field emitters where spatial uniformity is critically important.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».