Diploma thesis
Diploma thesis offered in 2016.
Mentor: dr. sc. Nikša Krstulović
Institucija: IFS
Naslov teme: Laserski proizvedene sudarne plazme proučavane pomoću LASPOR tehnike
Sadržaj teme:
Laserski proizvedene plazme (LPP) nastaju procesom laserske ablacije kada se laserski puls fokusira
na površinu mete. Tada se iznad površine mete formira oblak vruće i guste plazme koji evoluira u
prostoru i vremenu, te se radijativno hladi. Kako se plazmeni oblak širi, tako se i sadržaj plazme
mijenja. Općenito prilikom laserske ablacije metu prvo napuštaju elektroni, potom ioni, atomi i
molekule, a na kraju nano- i mikročestice (nastaju ili direktno iz mete ili procesima kondenzacije u
ablacijskom oblaku). Ako se LPP širi u nekom pozadinskim plinu, zbog sudarnog međudjelovanja,
moguće je i formiranje novih molekula od interesa. Da bi se svi ovi vrlo kratki procesi detektirali i
pratili potrebna je pogodna i visokorazlučiva tehnika. U našem laboratoriju koristimo vrlo osjetljivu
lasersku apsorpcijsku spektroskopiju pomoću optičkog rezonatora, LASPOR (engl. Cavity Ring-Down
Spectroscopy, CRDS) koja omogućuje analizu LPP s razlučivanjem od 10 ns i u optičkom dijelu
spektra. Ideja je primijeniti CRDS na laserski proizvedene sudarne plazme (LPSP). LPSP nastaje tako
da se laserski snop za ablaciju rascijepa na dva istovjetna snopa koji upadaju na površinu mete i
međusobno su udaljeni 1-10 mm. Tako nastanu dvije međusobno ukrštene LPP. U području njihova
međusobnog sudara, ovisno o parametrima ablacije i gustoće ablacijskog oblaka, dolazi do
interpenetracije jedne plazme u drugu s zanemarivim međudjelovanjem ili do formiranja tzv.
stagnacijskog sloja koji je karakteriziran visokim stupnjem sudarnog međudjelovanja ablacijskih
oblaka. Parametar koji određuje stupanj interpenetracije, odnosno stagnacije naziva se ‘sudarni
parametar’ i on ovisi o temperaturi, gustoći i stupnju ionizacije plazme. U ovome projektu istraživat
će se LPSP raznih mete od šireg znanstvenog interesa kao što su Ti, Sn, In, Fe, itd. Rad podrazumijeva
određivanje i optimizaciju sudranog parametra, te praćenje prostorno(2D)-vremenskog odvijanja LPSP; određivanja sastava, brzina i gustoća pojedinih konstituenata LPSP (ioni, atomi, molekule – posebno u stagnacijskom sloju). CRDS mjerenja bit će potpomognuta i kompatibilnim emisijskim mjerenjima u širokom spektralnom području, kao i analizom deponiranih filmova. Primjene LPSP i posebno stagnacijskog sloja usmjerene su prema razvoju izvora svjetlosti za fotolitografiju nove generacije i pripadne metrologije (LPP kao izvor ekstremno ultraljubičastog zračenja i X-zraka), razvoju medija pogodnog za dobivanje visokih harmonika pomoću snažnih TW fs lasera (koherentni izvori X-zraka u as području – ultrabrzi laseri Xzraka), pulsne laserske depozicije tankih filmova, laboratorijskih eksperimenata i modeliranja astrofizikalnih procesa, izvora X-zraka za pogonjenje fuzije gorivih ćelija, izvora iona u akceleratorima za potrebe znanstvenih, medicinskih i industrijskih istraživanja, u laserski induciranoj ‘breakdown’ spektroskopiji, itd.
Smjerovi:
fizika (istraživački)
Mentor: dr. sc. Nikša Krstulović
Institucija: IFS
Naslov teme: Hladnom plazmom potpomognuta laserska sinteza nanočestica u tekućinama i primjene
Sadržaj teme:
Laserska sinteza nanočestica u tekućinama bit će potpomognuta hladnim atmosferskim plazmenim
mlazom. Proučavat će se prednosti ovakve vrste inovativne sinteze s klasičnim načinom pomoću
laserske ablacije u tekućinama. Ovako sintetizirane nanočestice koristit će se za neke primjene kao
npr. za površinski potpomognutu Ramanovu spektroskopiju za detekciju molekula u tekućinama ili za
impregnaciju nanočestica u razne uzorke od interesa (npr. polimere ili celulozu). Mjerenja će se vršiti
i rezultati analizirati pomoću slijedećih tehnika: optičke emisijske spektroskopije, fotoapsorpcije,
Raman spektroskopije, fluorescencije, SEM i AFM mikroskopije, DLS analize.
Smjerovi:
fizika (istraživački), prof. fizike, prof. fizike i informatike, prof. fizike i tehnike, prof.
fizike i kemije
Mentor: dr. sc. Slobodan Milošević
Institucija: IFS
Naslov teme: Efekti plazmenog mlaza u režimu različitih tlakova i vrste plinova
Sadržaj teme:
Tematika diplomskog rada vezana je uz dijagnostiku i primjene hladne atmosferske plazme bazirane
na jednoj elektrodi (plasma jet). Cilj je istražiti kako dolazi do formiranja plazmenog mlaza. U tu
svrhu promatrat će se nastajanje snopa plazme u ovisnosti o tlaku i vrsti plina uz električku i
spektroskopsku karakterizaciju izvora. Ispitat će se i mogućnost stvaranja plazmene igle
potpomognute laserski proizvedenom plazmom. Rad obuhvaća, pored upoznavanja i pregleda
odgovarajuće literature, upoznavanje i korištenje, vakumskih uređaja, pulsnih ns Nd-YAG lasera i
ekscimerskog lasera s laserom na organske boje, optičkih uređaja za analizu i detekciju svjetlosti
(minijaturnih spektrometara s optičkim vlaknom, standardni spektrometri sa CCD detektorom),
metode cavity ringdown spektroskopije, elektroničkih uređaja za vremensko i prostorno praćenje i
obradu signala, kompjutersku obradu i analizu podataka (LabView) modeliranje fizikalnih procesa u
eksperimentu, itd. Efekti se očekuju na razini promjene dinamike širenja mlaza plazme i na
preraspodjeli naseljenosti atoma u određenim elektronskim stanjima za što će se koristiti optička
emisijska spektroskopija. Rad se provodi u dinamičnoj grupi koja se sastoji od doktoranada,
poslijedoktoranada i stalnih znanstvenika uz međunarodne suradnje (npr. COST akcija -COST Action
TD1208).
Smjerovi: fizika (istraživački)