Nanostructuring of Material Surfaces by Laser Ablation

Irradiation of materials such as iron and silicon with single nanosecond laser pulses produces nanostructures on its surfaces. Nevertheless, the deposition before irradiation of thin films on the surface of the silicon wafers can modify the shapes of these structures. Upon laser irradiation, different effects are produced on the surfaces of monocrystalline silicon wafers coated with a thin film of Si3N4 than on that of bare ones. After irradiation with a Nd:YAG laser pulse of 532 nm, the coated silicon surface presents a nanostructure that, due to its hydrophobic behavior, can be used for biological applications such as cell growth. On the other hand, the nanostructures formed on the surface of metals, such as iron, make them more resistant to oxidation processes by changing their oxidation potentials

IR photolysis of phenylsilane

Las celdas solares y la microelectrónica utilizan películas de silicio. El fenilsilano ha resultado un precursor eficiente para la producción de películas delgadas de Si. En este trabajo se estudió la disociación multifotónica infraroja de fenilsilano en un jet molecular en el intervalo de fluencias entre 0,16 y 160 J/cm2 determinando los productos de la disociación en tiempo real por espectrometría de masas de tiempo de vuelo. Se encontró que en el intervalo de fluencias utilizado ocurre solamente la reacción de tres centros de eliminación de H2. Se determinó la cinética del radical fenilsilileno evidenciando que se descompone produciendo SiH, C2, y butadieno.Silicon films are used in solar cells and microelectronics. Phenylsilane has proved to be a an efficient precursor for the production of silicon thin films. In this paper the infrared multiple-photon dissociation of phenylsilane in the 0,16 - 160 J/cm2 fluence range was studied in a molecular jet. Time of flight mass spectrometry was used for real time detection of the dissociation products. The three center elimination of H2 is the only reaction that takes place in the fluence range of this work. The kinetics of the phenylsililene radical evidences that it is decomposed producing SiH, C2 and butadiene.Fil: Toro Salazar, Cinthya Emma. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa. Ministerio de Defensa. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa; ArgentinaFil: Codnia, Jorge. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa. Ministerio de Defensa. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa; ArgentinaFil: Azcárate, María Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa. Ministerio de Defensa. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa; Argentin

Implementation of a Nomarsky interferometer for the characterization of ablative laser propulsion processes

En este trabajo se presenta la implementación de un interferómetro de Nomarsky diseñado para medir el impulso específico de combustibles utilizados en sistemas de propulsión por ablación láser. En primer lugar se validó la técnica con combustibles conocidos. Posteriormente, se aplicó a la medición del impulso específico de combustibles binarios metal/sal desarrollados por nuestro grupo de investigación [1]. Esto permitió a su vez, determinar la eficiencia de dichos combustibles.In this paper the implementation of a Nomarsky interferometer designed for the measurement of the specific impulse of propellants used in laser ablative propulsion are presented. The technique was first validated with known propellants. Subsequently, it was applied to the measurement of the specific impulse of binary metal/salt propellants developed by our research group [1]. This allowed the efficiency of these propellants to be determined.Fil: Toro Salazar, Cinthya Emma. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa. Ministerio de Defensa. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa; ArgentinaFil: Rinaldi, Carlos Alberto. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área de Investigación y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Desarrollo Tecnológico y Proyectos Especiales. Departamento de Micro y Nanotecnología; ArgentinaFil: Azcárate, María Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa. Ministerio de Defensa. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa; Argentin

Detecting Plasma Produced by Laser in a Micromachining System as In-process Control

Automated systems have been used in industries with high-volume production because automation has led, for example, the possibility to reduce costs, increase productivity, and increase accuracy, among others. On the other hand, it is also known that the processing laser is ideal for all kind of controls. In this sense, the amount of material produced and removed by laser irradiation on the surface of the substrate might be used as a control variable. Therefore, plasma detector could be used as part of the control system in the machining process in gaseous environments. This work presents the results of the preliminary characterization of this detector designed to measure theplasma generated during laser machining in air (Pamb and Tamb).Fil: Toro Salazar, Cinthya Emma. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia Física (Centro Atómico Constituyentes). Proyecto Tandar; ArgentinaFil: Lasorsa, Carlos Alberto. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia Física (Centro Atómico Constituyentes). Proyecto Tandar; ArgentinaFil: Rinaldi, Carlos Alberto. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia Física (Centro Atómico Constituyentes). Proyecto Tandar; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

New Method for Nanosecond Laser Machining

The technique of micro-machining assisted by laser is the most recent and flexible process for the design of complex devices. To be able to micro-machine hard materials with precision it is necessary to study the parameters that control and limit the capabilities of this laser process. Several articles have shown that if it applies a lot of energy in a localized area there are hot-affected zones (HAZ), even when a femtosecond laser is used. Hence, the challenge in the laserbased micromachining is to improve the quality of machining, i.e. depleting the HAZ in the prototypes. In this work, changing the optical properties of the substrate, good quality silicon micro-machining has been obtained with a nanosecond Q-switched laser.Fil: Toro Salazar, Cinthya Emma. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia Física (Centro Atómico Constituyentes). Proyecto Tandar; ArgentinaFil: Lasorsa, Carlos Alberto. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia Física (Centro Atómico Constituyentes). Proyecto Tandar; Argentina. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Haedo; ArgentinaFil: Sánchez Aké, Citlali. Universidad Nacional Autónoma de México; MéxicoFil: Villagran Muñiz, Mayo. Universidad Nacional Autónoma de México; MéxicoFil: Rinaldi, Carlos Alberto. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia Física (Centro Atómico Constituyentes). Proyecto Tandar; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Manejo diagnóstico y terapéutico del pólipo de colon

Colonic polyps can become malignant and become colorectal cancer, a neoplasm that has been a serious public health problem because it is a lethal and increasingly frequent disease. According to data obtained by GLOBOCAN 2020 (Hyuna, 2021), colorectal cancer (CRC) is the third most common type of cancer in women and men worldwide, and is also the third cancer that causes the highest number of deaths in both sexes. To improve the prognosis and obtain greater survival in patients, it is essential to intervene in early diagnosis. In this sense, it is necessary to have an aggressive attitude in the opportune investigation of the presence of intestinal polyps, as these are considered as an important risk factor to trigger cancer; from there is derived the importance of strengthening knowledge on this important topic. The main objective of this work was to collect and present updated data on the diagnostic and therapeutic management of colonic polyps, also including those fundamental concepts and relevant aspects for a better understanding. For the preparation of this article, a bibliographic search was carried out in databases such as: Scielo, Redalyc, PubMed, Scopus, as well as Google Scholar as a search engine. Through the information obtained, we have been able to review, highlight, and document what is relevant about the etiology, classification, diagnosis, and treatment of colonic polyps, as well as having achieved a greater understanding of the relationship between polyps and cancer. We conclude by highlighting how complex or delayed the diagnosis of colon polyps can be, since it is asymptomatic in most cases, and screening is essential for diagnosis and timely treatment, and thus improve life expectancy.Lo pólipos a nivel colónico pueden llegar a malignizarse y transformarse en cáncer colorrectal, neoplasia que ha venido siendo un serio problema de salud pública por ser una enfermedad letal y cada vez más frecuente. Según los datos obtenidos por la GLOBOCAN 2020 (Hyuna, 2021) a escala mundial el cáncer colorrectal (CCR) es el tercer tipo de cáncer más común en mujeres y hombres, siendo también el tercer cáncer que causa el mayor número de defunciones en ambos sexos. Para mejorar el pronóstico y obtener mayor sobrevida en los pacientes, es fundamental intervenir en el diagnóstico precoz. En este sentido, es necesario poseer una actitud agresiva en la pesquisa oportuna de la presencia de pólipos intestinales, al ser estos considerados como un factor de riesgo importante para desencadenar cáncer; de ahí es que deriva lo importante de fortalecer el conocimiento en este importante tema. El objetivo principal de este trabajo fue recopilar y exponer datos actualizados sobre el manejo diagnóstico y terapéutico de los pólipos colónicos, incluyendo también aquellos conceptos fundamentales y aspectos relevantes para una mayor comprensión. Para la elaboración de este artículo se realizó una búsqueda bibliográfica en bases de datos como: Scielo, Redalyc, PubMed, Scopus, así también se utilizó Google Académico como motor de búsqueda. Mediante la información obtenida, hemos podido revisar, destacar y documentar lo relevante sobre la etiología, clasificación, diagnóstico y tratamiento de los pólipos colónicos, así como haber alcanzado una mayor comprensión de la relación de los pólipos y el cáncer. Se concluye destacando lo complejo o retardado que puede llegar a ser el diagnóstico de pólipos en el colon, al ser asintomático en la mayoría de casos, siendo el cribado fundamental para el diagnóstico y tratamiento oportuno, y de esta manera mejorar las expectativas de vida

Detecting Plasma Produced by Laser in a Micromachining System as In-process Control

Automated systems have been used in industries with high-volume production because automation has led, for example, the possibility to reduce costs, increase productivity, and increase accuracy, among others. On the other hand, it is also known that the processing laser is ideal for all kind of controls. In this sense, the amount of material produced and removed by laser irradiation on the surface of the substrate might be used as a control variable. Therefore, plasma detector could be used as part of the control system in the machining process in gaseous environments. This work presents the results of the preliminary characterization of this detector designed to measure theplasma generated during laser machining in air (Pamb and Tamb).Fil: Toro Salazar, Cinthya Emma. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia Física (Centro Atómico Constituyentes). Proyecto Tandar; ArgentinaFil: Lasorsa, Carlos Alberto. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia Física (Centro Atómico Constituyentes). Proyecto Tandar; ArgentinaFil: Rinaldi, Carlos Alberto. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigación y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia Física (Centro Atómico Constituyentes). Proyecto Tandar; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Interferometric method for specific impulse determination

One of the main figures of merit in laser-ablative propulsion is the specific impulse, Isp, defined as the impulse per unit weight of fuel, and it is related to the exhaust velocity, ve, by the acceleration of gravity, Isp = ve/g. Being a key magnitude, Isp needs to be accurately determined. It is usually inferred from other measurable quantities: the impulse coupling coefficient, Cm, defined as the ratio of the target momentum produced to the incident laser pulse energy, and Q∗, the laser energy consumed per unit weight of ablated target material. Thus, Isp is calculated as Isp = CmQ∗/g. However, single pulse ablated mass leading to Q∗ is in the nanogram scale and cannot be directly measured by weighting the targets. So, mass loss measurements are performed by analyzing the volumes of the craters produced by a large number of laser pulses. These procedures lead to larger than desired uncertainties in the Isp values. On the other hand, more precise measurements of Isp can be carried out from the direct measurement of the exhaust velocity of the ejected particles by interferometric methods. In this work, a system based on a Nomarsky interferometer has been set up for the time-resolved diagnostic in the nanometric scale of laser ablation plumes. The performance of the implemented system was first validated by measuring the Isp produced by aluminum targets and solid propellants based on metal/salt mixtures. The Cm dependence on laser parameters and binary composition of these propellants have been determined in previous works with a torsion pendulum and a piezoelectric sensor. Once the interferometer performance is characterized, the Isp produced by solid propellants composed of metal (Zn) and metal oxides (ZnO) matrices doped with nanoparticles of different materials is determined and compared.Fil: Toro Salazar, Cinthya Emma. Departamento de Investigaciones en Láseres y Aplicaciones, CITEDEF- UNIDEF (MINDEF-CONICET) ; ArgentinaFil: Rinaldi, Carlos Alberto. Departamento de Micro y Nanotecnología - Centro Atómico Constituyentes - Comisión Nacional de Energía Atómica. Fundación Argentina de Nanotecnologia ; ArgentinaFil: Azcárate, María Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa. Ministerio de Defensa. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa; Argentin

Design and characterization of nozzles and solid propellants for IR laser propulsion

In this article, we present an experimental study of the effect of conical section nozzles coupled to solid targets on laser ablation propulsion. The impulse produced on the target by laser ablation was measured in terms of the coupling coefficient C m using a piezoelectric (PZT) sensor. The standard deviation of the PZT signal was used as an estimator of the transferred impulse. The ablation was performed with a TEA CO2 laser at room temperature and atmospheric pressure. The targets were pellets of 90/10 % w/w Zn/CaCO3 concentration ratio. Aluminum nozzles with conical section were coupled to these propellant pellets. A comparative study of the variation of C m using nozzles of different inlet and outlet diameters of the ejected material as well as of different heights was made. The results demonstrate that for the pellet composition analyzed, as the nozzle’s height increases and its diameter decreases improvements up to 250 % respect to the target without nozzle are obtained. These are promising results for the potential development of laser ablation microthrusters.Fil: Toro Salazar, Cinthya Emma. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área de Investigación y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Desarrollo Tecnológico y Proyectos Especiales. Departamento de Micro y Nanotecnología; ArgentinaFil: Gómez, Nicolás Damián. Ministerio de Defensa. Instituto de Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa; ArgentinaFil: Boggio, Norberto Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área de Investigación y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Desarrollo Tecnológico y Proyectos Especiales. Departamento de Micro y Nanotecnología; Argentina. Universidad de Buenos Aires; ArgentinaFil: Codnia, Jorge. Ministerio de Defensa. Instituto de Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa; ArgentinaFil: Azcárate, María Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Ministerio de Defensa. Instituto de Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa; ArgentinaFil: Rinaldi, Carlos Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. San Martin; Argentin

Non-volatile multilevel resistive switching memory cell: A transition metal oxide-based circuit

We study the resistive switching (RS) mechanism as way to obtain multi-level memory cell (MLC) devices. In a MLC more than one bit of information can be stored in each cell. Here we identify one of the main conceptual difficulties that prevented the implementation of RS-based MLCs. We present a method to overcome these difficulties and to implement a 6-bit MLC device with a manganite-based RS device. This is done by precisely setting the remnant resistance of the RS-device to an arbitrary value. Our MLC system demonstrates that transition metal oxide non-volatile memories may compete with the currently available MLCs. Index Terms?Multilevel cell, Resistive switching, Non-volatile memory, ReRAM .Fil: Stoliar, Pablo Alberto. Universidad Nacional de San Martin. Escuela de Ciencia y Tecnología. Centro Internacional de Estudios Avanzados.; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; ArgentinaFil: Levy, Pablo Eduardo. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; ArgentinaFil: Sánchez, María José. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Leiva, A. G.. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; Argentina. Universidad Nacional de San Martin. Escuela de Ciencia y Tecnología. Centro Internacional de Estudios Avanzados.; ArgentinaFil: Albornoz, C.A.. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; ArgentinaFil: Gomez Marlasca, F.. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; ArgentinaFil: Zanini, A.. Universidad de Buenos Aires; ArgentinaFil: Toro Salazar, Cinthya Emma. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; ArgentinaFil: Ghenzi, N.. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; ArgentinaFil: Rozenberg, M. J.. Universidad de Buenos Aires; Argentin