"Физика и техника полупроводников"
Издателям
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
1Университет 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.
  • L. Cerami, E. Mazur, S. Nolte, C.B. Schaffer. Ultrafast Nonlinear Optics (Scottish Graduate Series, 2013) v. 13, p. 287
  • B. Wu, M. Zhou, J. Li, X. Ye, G. Li, L. Cai. Appl. Surf. Sci., 256, 61 (2009)
  • M. Barberoglou, G.D. Tsibidis, D. Gray, E. Magoulakis, C. Fotakis, E. Stratakis, P.A. Loukakos. Appl. Phys. A, 113, 273 (2013)
  • J. Bonse, S. Baudach, J. Kruger, W. Kautek, M. Lenzner. Appl. Phys. A, 74, 19 (2002)
  • W. Han, L. Jiang, X. Li, P. Liu, L. Xu, Y.F. Lu. Opt. Express, 21 (13), 15 506 (2013)
  • F. Garrelie, J.P. Colombier, F. Pigeon, S. Tonchev, N. Faure, M. Bounhalli. Opt. Express, 19 (10), 9035 (2011)
  • P.T. Mannion, J. Magee, E. Coyne, G.M. O'Connor, T.J. Glynn. Appl. Surf. Sci., 233, 275 (2004)
  • A.Y. Vorobyev, C. Guo. Appl. Phys. Lett., 86, 011 916 (2005)
  • S.M. Eaton, H. Zhang, P.R. Herman, F. Yoshino, L. Shah, J. Bovatsek, A.Y. Arai. Opt. Express, 13 (12), 4708 (2005)
  • 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)
  • Р.В. Дюкин, Г.А. Марциновский, Г.Д. Шандыбина, Е.Б. Яковлев, И.В. Гук. Опт. журн., 78 (8), 118 (2011)
  • 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
  • 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)
  • Y. Han, S. Qu. Chem. Phys. Lett., 495, 241 (2010)
  • E.B. Yakovlev, O.N. Sergaeva, V.V. Svirina, M.V. Yarchuk. Proc. SPIE, 9065, 906 509 (2013)
  • И.В. Гук, Г.А. Марциновский, Г.Д. Шандыбина, Е.Б. Яковлев. ФТП, 47, 1642 (2013)
  • С.В. Заботнов, И.А. Остапенко, Л.А. Головань, В.Ю. Тимошенко, П.К. Кашкаров, Г.Д. Шандыбина. Квантовая электроника, 35 (10), 943 (2005)
  • A.Y. Vorobyev, C. Guo. Opt. Express, 19 (5), 1032 (2011)
  • Y. Yang, J. Yang, L. Xue, Y. Guo. Appl. Phys. Lett. 97, 141 101 (2010)
  • А.А. Веденов, Г.Г. Гладуш. Физические процессы при лазерной обработке материалов (М., Энергоатомиздат, 1985)
  • O. Varlamova, M. Bounhallia, J. Reif. Appl. Surf. Sci., 278, 62 (2013)
  • 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.