Hakuto科学機器 取扱製品紹介

レーザー誘起ブレークダウン分光法

LIBSは、サンプル表面に短パルスでレーザーを当てることで発生する
マイクロプラズマを用いた高速な化学分析手法です。

この分析方法は他の元素分析技術と比べ、以下のような利点を有します。

>LIBSのイメージ図

LIBSの元素検出下限は重イオン等で一般的に数10~数ppmであり、金属、半導体、ガラス、生体組織、絶縁体、プラスチック、土壌、植物、表面塗料、電子材料等、幅広いマトリクスに対応可能です。

>試料表面での高温プラズマ(>15,000K)の発生

LIBSの基となる物理プロセスは、短パルスレーザーにより生じる高温プラズマです。
サンプルに短パルスレーザーがフォーカスされると、表面の微量な試料がアブレート(熱的、非熱的メカニズムの両方により試料から分離)されます。このプロセスはレーザーアブレーションとして知られています。
このアブレートされた微量試料はレーザーパルスの末尾部分で相互作用し、遊離電子、励起された原子やイオンを含む高エネルギープラズマ化します。多くの基礎研究により、このプラズマ形成時初期の温度は30,000Kを超えることが示されています[1]
レーザーパルスが終了すると、プラズマは冷却され始めます。
この冷却プロセスの間に、原子やイオンの励起された電子は特定のピークでの放射光を発しながら規定状態に戻ります。
このプラズマからの放射光がLIBS分析の為ICCDまたは分光器に集められます。
周期表上の各元素はLIBS分析において其々固有のピークスペクトルを持ちます。
分析試料からの各ピークを識別することにより、試料の化学組成を高速で判別可能となります。多くの場合、LIBSのピーク強度はサンプル中の主成分に対しトレーサーを用いて定量に使用することができます。

LIBSデータ解析に関する計量化学の強力な進歩と、レーザーアブレーションの基礎研究の着実な前進により、今日では分析化学研究者がLIBSにより種々のサンプルマトリクスに対する効果的な定量及び元素分析を行うに至っています。
[1] R.E. Russo, X.L. Mao, H.C. Liu, J.H. Yoo, S.S. Mao: Appl. Phys. A 69 [Suppl.], S887–S894 (1999)
(原稿元:http://www.appliedspectra.com/technology/LIBS.html)

アブレーションされた試料(eclogite)


LIBSにより得られるシグナルの例

スペクトル分布マッピング
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