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M: Metallphysik
M 26: Postersitzung
M 26.3: Poster
Thursday, March 25, 1999, 15:00–19:00, Aula
Instabilität und Kristallisation laserpuls-erzeugter Schmelzen in Metallglas-Schichten — •O. Bostanjoglo, Z. L. Mao und T. Nink — Optisches Institut der TZ Berlin
Bei Mikrobearbeitung mit Laserpulsen treten
grosse Heiz-/Kuehlraten und
Temperaturgradienten auf, die insbesondere bei Metallglaesern
ungewoehnliche, vom Nichtgleichgewicht gepraegte Vorgaenge
erwarten
lassen. Daher wurden mit fokussierten 10 ns Laserpulsen erzeugte
Schmelzen in Ni0.8/P0.2-Schichten mit
Kurzzeit-Elektronenmikroskopie
untersucht (Belichtung > 8 ns, Bildabstand > 25 ns).
Die Schmelze wird
im lasererzeugten T-Gradienten (> 108 K/m) in 10 ns instabil. Es setzt
eine zentripetale Stroemung ein, die in 500 ns ohne bzw. nach
Richtungsumkehr abklingt, je nach Starttemperatur. Diese Instabilitaet
wird mit einer negativen thermokapillaren Spannung (positiver
thermischer Koeffizient der Oberflaechenenergie) und einer, durch
Oberflaechentransport von O und P Atomen erzeugten, gegenlaeufigen
Chemokapillaritaet erklaert. Erstarrung erfolgt durch homogene
Keimbildung und Kristallwachstum mit partieller Entmischung waehrend
3...15 Mikrosekunden nach dem Laserpuls. Die Kristallitgroesse ist
maximal im Bereich des maximalen T-Gradienten, was durch Konkurrenz
zwischen ’schmalfenstriger’ Keimrate und diffusionsbegrenztem
Kristallwachstum gedeutet wird.
Gefoerdert von DFG und A.v.Humboldt-Stiftung