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K: Kurzzeitphysik

K 2: Lasersysteme und Laserstrahl-Wechselwirkungen

K 2.4: Fachvortrag

Mittwoch, 20. März 2002, 15:30–16:00, HZO 80

Ultraschnelles thermisches Schmelzen laserangeregter Festkörper durch homogene Nukleation — •Bärbel Rethfeld¹, Klaus Sokolowski-Tinten¹, Dietrich von der Linde¹ und Sergei I. Anisimov² — ¹Institut für Laser- und Plasmaphysik, Universität Essen — ²L.D. Landau Institut für Theoretische Physik, Moskau, Rußland

Es wird das Schmelzen von Festkörpern betrachtet, die mit einem ultrakurzen Laserpuls angeregt wurden. Aufgrund der schnellen Elektron-Gitter Relaxation wird eine starke Überhitzung des Festkörpergitters erwartet. Diese führt im Volumen des bestrahlten Materials zur homogenen Nukleation der flüssigen Phase. Mittels klassischer Nukleationstheorie wird gezeigt, dass durch diesen Prozess der gesamte Festkörper innerhalb weniger Pikosekunden geschmolzen werden kann, wobei die Geschwindigkeit des Phasenübergangs primär durch die Energierelaxation und nicht durch die Nukleationskinetik begrenzt wird. Homogene Nukleation stellt einen dritten Weg des Überganges vom festen in den flüssigen Zustand in laserangeregten Festkörpern dar mit einer Geschwindigkeit zwischen der des möglichen nicht-thermischen Schmelzens und der des deutlich langsameren von der Oberfläche ausgehenden heterogenem Schmelzens.