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穩定同位素地質學-古氣候與環境研究 |
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「同位素」分析在地質學研究扮演十分重要的角色。目前存在自然界中的元素多以不同比例的同位素混合而成，同位素一般可以分為兩類─放射性同位素及穩定性同位素。放射性同位素能夠用來定年，如C-14、U-238等。穩定性同位素可以作為古氣候及古環境的指標，如O-18、C-13等。透過分析穩定性碳、氧同位素組成，可計算並推測標本形成時的環境溫度，進行區域性差異比較，甚至推測全球海洋環流或大氣組成改變的過程。 |
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全週期表元素分析串聯系統-飛秒雷射 |
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在地質相關研究中，為了省去樣品前處理的操作時間與減少溶液干擾問題，許多文獻以ns LA-ICP-MS(奈秒雷射剝蝕串聯質譜儀)，分析礦物中的同位素、微量元素以及相關元素比例，藉此追溯地殼變動、板塊運動狀況。 我們發現相較於紅外光，ns UV laser(奈秒紫外光雷射)較可被樣品吸收，提高樣品剝蝕效果。然而，仍無法提升剝蝕顆粒的均勻程度，由於奈秒雷射在剝蝕過程，會產生”熱效應”導致剝蝕坑不精確(neat ablation)。此問題更是限制了LA-ICP-MS在定量中的穩定性與偵測極限。 幸運的是，隨著fs laser(飛秒雷射)的開發，短的脈衝時間(short pulse width)與高能量密度，fs laser不僅沒有熱效應的問題，提升剝蝕顆粒均勻度外，產生之剝蝕粒子為ng維度，使得定量可偵測更低濃度之元素。 此外，近年來的雷射剝蝕系統，更開發了全週期表元素分析串聯系統。樣品先以LIBS(雷射誘導元素光譜儀)分析主成分(H, C, O, N, Si)後，後端串聯ICP-MS進行微量元素、同位素量測。 |
