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研究生:劉小翠
研究生(外文):Hsiao-Tsui Liu
論文名稱:結合電流與雷射誘導崩解光譜法定量鋁合金濃度
指導教授:林金全林金全引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣大學
系所名稱:化學研究所
學門:自然科學學門
學類:化學學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:75
中文關鍵詞:雷射誘導崩解法
外文關鍵詞:laser-induced breakdown spectroscopy
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結合電流作為校正因子以雷射誘導崩解螢光法對鋁合金濃度定量的實驗結果顯示出電流運用在固態樣品上的可能性,利用一不�袗�網與靶材間的外加電場能得到雷射單一作用事件的電流,藉由此電流值對同樣事件中收集到的螢光強度做校正,可以得到相關係數0.99的線性關係,相較於背景螢光作為校正因子,以電流的測試結果較佳。以雷射能量與工作距離為變因,在雷射能量為9.0mJ與工作距離為-3mm的條件下,得到的結果最佳,也作為之後定量時的實驗條件。
在定量方面,我們分別使用兩種不同的偵測器作為測試,以光電倍增管得到時間解析鋁螢光強度值以電流作校正後得到一斜率,此斜率反映出濃度的大小,若以斜率與不同的鋁濃度作圖,則得到的檢量線,其相關係數為0.99,偵測極限為0.7%,實驗的精確性在3.9%相對標準偏差以下;除此之外,電流分佈的範圍與合金的關係也被探討,發現鋁濃度較小的合金,產生的電流範圍較小,反之,鋁濃度大時,產生的電流範圍大,推測由於鋁的游離能較大且導電度佳所造成。
以電荷耦合裝置為偵測器的實驗中,得到光譜解析的圖譜,在經過數據處理之後,得到的螢光強度對電流值的斜率也隨著鋁濃度增加而增加,得到的檢量線相關係數也達到99%以上,所得到的精確性則為8%相對標準偏差。
目錄:
第一章 序論 1
1-1 簡介 1
1-2 基本原理 3
1-3 研究動機與目的 5
1-4 參考文獻 7

第二章 雷射誘導崩解光譜法原理 8
2-1. 前言 8
2-2 雷射誘導電漿特性與原理 10
2-2.1 概論 10
2-2.2 影響電漿產生的因素 12
2-2.2.1雷射參數 12
2-2.2.1.1 雷射光波長的影響 12
2-2.2.1.2 雷射光能量的影響 12
2-2.2.2 靶材材質的物理性質 13
2-2.2.3 環境的狀態 14
2-2.2.4 電漿激發溫度與電子密度 16
2-2.2.5 連續背景放光 17
2-3 光譜分析的技術 18
2-4 固態樣品分析上的運用 23
2-5 參考文獻 25

第三章 儀器 28
3-1 雷射系統 28
3-1.1 Nd:YAG雷射 30
3-2 偵測系統 32
3-2.1光電倍增管 32
3-2.2單光儀 33
3-2.3 電荷耦合偵測器 34
3-2.4能量測量儀 35
3-3訊號處理系統 35
3-3.1數位式脈衝延遲控制器 35
3-3.2箱型積分器 35
3-3.3 數位示波器 37
3-4 電流收集 39
3-4.1 電極� � � � � � � � � � � � � 39
3-4.2 電壓供應器� � � � � � � � � � � 39
3-4.3 高頻濾波器� � � � � � � � � � �39
3-5 樣品 40
3-6 數據處理 41
3-6.1 積分面積 41
3-6.2 三維圖檔輸出 42

第四章 實驗結果與討論 44
4-1 開發電流 44
4-1.1 螢光訊號 45
4-1.2 電流訊號 46
4-1.3 使用針頭為電極 47
4-1.4 使用不�袗�網為電極 49
4-1.4.1 Mesh2測試結果 50
4-1.4.2 Mesh 4 53
4-1.5 討論 54
4-2實驗條件最佳化 56
4-3定量鋁合金濃度,以光電倍增管為偵測器 60
4-3.1 實驗結果 60
4-3.2 討論 63
4-3.2.1 偵測極限 63 4-3.2.2. 電流分佈範圍與合金的關係 65
4-4定量鋁合金,以電荷耦合裝置為偵測器 66
4-4.1 結果 66
4-4.1.1 螢光隨雷射作用趨勢 66
4-4.1.1 檢量線 67
4-4.2 討論 70
4-4.2.1 偵測極限 70
4-4.2.2 精確性 70
4-4.2.3 靈敏度 71
4-5 參考文獻 73

第五章 結論 74
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