Laser-induzierte Breakdown-Spektroskopie (LIBS), Teil I: Überprüfung der grundlegenden Diagnostik und Plasma-Teilchen-Interaktionen: Immer noch herausfordernde Fragen innerhalb der analytischen Plasma-Community

Die laserinduzierte Breakdown-Spektroskopie (LIBS) ist in den letzten zehn Jahren zu einer sehr beliebten Analysemethode geworden, angesichts einiger ihrer einzigartigen Merkmale wie Anwendbarkeit auf jede Art von Probe, praktisch keine Probenvorbereitung, Fernmessfähigkeit und Schnelligkeit der Analyse. Die Technik hat eine bemerkenswert breite Anwendbarkeit in vielen Bereichen, und die Zahl der Anwendungen wächst weiterhin. Aus analytischer Sicht sind die quantitativen Aspekte der LIBS möglicherweise ihre Achillesferse, zunächst wegen der komplexen Natur der Laser-Proben-Interaktionsprozesse, die sowohl von den Lasereigenschaften als auch von den Probenmaterialeigenschaften abhängen, und zweitens aufgrund der Plasma-Partikel-Interaktionsprozesse, die raum- und zeitabhängig sind. Zusammen können diese unerwünschte Matrixeffekte verursachen. Möglichkeiten zur Minderung dieser Probleme beruhen auf der Beschreibung der Plasma-Anregungs-Ionisationsprozesse durch die Verwendung klassischer Gleichgewichtsrelationen und damit auf der Annahme, dass das laserinduzierte Plasma im lokalen thermodynamischen Gleichgewicht (LTE) ist. Selbst in diesem Fall müssen die transiente Natur des Plasmas und seine räumliche Inhomogenität berücksichtigt und überwunden werden, um die getroffenen theoretischen Annahmen zu rechtfertigen. Dieser erste Artikel konzentriert sich auf die grundlegenden Diagnosikaspekte und präsentiert eine Übersicht über die vergangene und aktuelle LIBS-Literatur, die zu diesem Thema relevant ist. Frühere Forschungen zur nicht-laserbasierten Plasma-Literatur und das daraus resultierende Wissen werden ebenfalls betont. Ziel ist es, einerseits die Leser für solches Wissen zu sensibilisieren und andererseits das Interesse der LIBS-Community sowie der größeren analytischen Plasma-Community an diagnostischen Ansätzen zu wecken, die in der LIBS noch nicht vollständig ausgeschöpft wurden.