"Физика и техника полупроводников"
Вышедшие номера
Роль эффекта накопления тепла в многоимпульсных режимах лазерной фемтосекундной структуризации кремния
Гук И.В. 1, Шандыбина Г.Д. 1, Яковлев Е.Б. 1
1Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики (Университет ИТМО), Санкт-Петербург, Россия
Email: igorguk@ymail.com, corchand@gmail.com, yak@lastech.ifmo.ru
Поступила в редакцию: 26 ноября 2014 г.
Выставление онлайн: 19 апреля 2016 г.

Представлены к обсуждению результаты количественной оценки эффекта накопления тепла при фемтосекундной лазерной структуризации поверхности кремния. В расчетах применен численно-аналитический метод, в рамках которого динамика электронных процессов и нагрев решетки моделируются численным методом, а стадия остывания описывается на основе аналитического решения. Исследовано влияние многоимпульсного облучения на изменение температуры поверхности: в электронной подсистеме --- зависимости коэффициента поглощения от концентрации возбужденных носителей и зависимости поглощательной способности от температуры электронного газа; в решеточной подсистеме --- изменение от импульса к импульсу поглощательной способности. Показано, что в низкочастотном режиме следования импульсов, характерном для фемтосекундной микроструктуризации кремния, эффект накопления тепла определяется не остаточной температурой поверхности к приходу следующего импульса, что соответствует традиционным представлениям, а ростом от импульса к импульсу максимального значения температуры, с которой начинается остывание. Накопление остаточной температуры поверхности может сказаться на процессе микроструктурирования при облучении вблизи порога испарения либо при увеличении частоты следования импульсов.
  1. L. Cerami, E. Mazur, S. Nolte, C.B. Schaffer. Ultrafast Nonlinear Optics (Scottish Graduate Series, 2013) v. 13, p. 287
  2. B. Wu, M. Zhou, J. Li, X. Ye, G. Li, L. Cai. Appl. Surf. Sci., 256, 61 (2009)
  3. M. Barberoglou, G.D. Tsibidis, D. Gray, E. Magoulakis, C. Fotakis, E. Stratakis, P.A. Loukakos. Appl. Phys. A, 113, 273 (2013)
  4. J. Bonse, S. Baudach, J. Kruger, W. Kautek, M. Lenzner. Appl. Phys. A, 74, 19 (2002)
  5. W. Han, L. Jiang, X. Li, P. Liu, L. Xu, Y.F. Lu. Opt. Express, 21 (13), 15 506 (2013)
  6. F. Garrelie, J.P. Colombier, F. Pigeon, S. Tonchev, N. Faure, M. Bounhalli. Opt. Express, 19 (10), 9035 (2011)
  7. P.T. Mannion, J. Magee, E. Coyne, G.M. O'Connor, T.J. Glynn. Appl. Surf. Sci., 233, 275 (2004)
  8. A.Y. Vorobyev, C. Guo. Appl. Phys. Lett., 86, 011 916 (2005)
  9. S.M. Eaton, H. Zhang, P.R. Herman, F. Yoshino, L. Shah, J. Bovatsek, A.Y. Arai. Opt. Express, 13 (12), 4708 (2005)
  10. Г.А. Марциновский, Г.Д. Шандыбина, Ю.С. Дементьева, Р.В. Дюкин, С.В. Заботнов, Л.А. Головань, П.К. Кашкаров. ФТП, 43 (10), 1339 (2009)
  11. Р.В. Дюкин, Г.А. Марциновский, Г.Д. Шандыбина, Е.Б. Яковлев, И.В. Гук. Опт. журн., 78 (8), 118 (2011)
  12. R.V. Dyukin, G.A. Martsinovskiy, O.N. Sergaeva, G.D. Shandybina, V.V. Svirina, E.B. Yakovlev. In: Laser Pulses --- Theory, Technology and Applications, (Rijeka, InTech, 2012) v. 7, p. 197
  13. И.А. Остапенко, С.В. Заботнов, Г.Д. Шандыбина, Л.А. Головань, А.В. Червяков, Ю.В. Рябчиков, В.В. Яковлев, В.Ю. Тимошенко, П.К. Кашкаров. Изв. РАН. Cер. физ., 70 (9), 1315 (2006)
  14. Y. Han, S. Qu. Chem. Phys. Lett., 495, 241 (2010)
  15. E.B. Yakovlev, O.N. Sergaeva, V.V. Svirina, M.V. Yarchuk. Proc. SPIE, 9065, 906 509 (2013)
  16. И.В. Гук, Г.А. Марциновский, Г.Д. Шандыбина, Е.Б. Яковлев. ФТП, 47, 1642 (2013)
  17. С.В. Заботнов, И.А. Остапенко, Л.А. Головань, В.Ю. Тимошенко, П.К. Кашкаров, Г.Д. Шандыбина. Квантовая электроника, 35 (10), 943 (2005)
  18. A.Y. Vorobyev, C. Guo. Opt. Express, 19 (5), 1032 (2011)
  19. Y. Yang, J. Yang, L. Xue, Y. Guo. Appl. Phys. Lett. 97, 141 101 (2010)
  20. А.А. Веденов, Г.Г. Гладуш. Физические процессы при лазерной обработке материалов (М., Энергоатомиздат, 1985)
  21. O. Varlamova, M. Bounhallia, J. Reif. Appl. Surf. Sci., 278, 62 (2013)
  22. Y. Ma, J. Si, X. Sun, T. Chen, X. Hou. Appl. Surf. Sci., 313, 905 (2014)

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.