TY - JOUR ID - TI - Simulation of Aluminum nanoparticles formation by femtosecond laser ablation in water Ambient AU - Ahmed Obaid Soary AU - Munther B. Hassan PY - 2013 VL - 1 IS - المؤتمر العلمي الاول لكلية العلوم SP - 55 EP - 66 JO - journal of kerbala university مجلة جامعة كربلاء SN - 18130410 AB - Formation of Aluminum (Al) Nanoparticles in water by femtosecond laser ablation is studied numerically by considering the effect of femtosecond laser parameters, target and liquid properties. The absorption of laser energy by Aluminum is simulated using Single-Temperature Model (STM) and results obtained from this model are compared with experimental studies. Classical Nucleation Theory is used to calculate free-energy of critical clusters production and size distribution of nanoparticles (NPs) as function of laser energy and pulse duration in femtosecond range by considering concentration and delay time during the laser generated plume expansion in liquid. Finally, we deduce and point the optimum condition for the growth of Aluminum NPs of desired size and dispersion using STM.

اجرينا دراسة عددية لانتاج جسيمات الألمنيوم النانوية في الماء بطريقة الإستئصال بليزرِ الفمتوسكند بإعتبار تأثيرِ معاملات ليزرِ الفمتوسكند، خواص الهدف وخواص السائل. كما عملنا محاكات حاسوبية لعملية امتصاص طاقة الليزرِ من قبل الألمنيوم بإستعمال نموذج درجة حرارة الواحدة (STM) وقورنت النَتائِج المستحصلة مِنْ هذا النموذجِ بالدِراسات التجريبية. كذلك استخدمت نظرية التنوية الكلاسيكية لحِساب الطاقة الحرة اللازمة لإنتاجِ العناقيد الحرجِة ولحساب التوزيعِ الحجمِي للجسيمات النانوية كدالة لطاقة الليزرِ وزمن النبضة في مدى الفمتوسكند مع الاخذ بنظر الاعتِبار تاثير التركيزِ وزمن تأخيرِ عمود البلازما المتوسع في السائل والمتكون بواسطة قصف الهدف بالليزرِ. أخيراً، استنتجنا و حددنا الضرف الامثل لنمو جسيمات ألالمنيوم النانوية بالاحجام المرغوبة والتفرّق الافضل باستعمال نموذج درجة الحرارة الواحدة. ER -