Численное исследование режимов лазерной абляции тонких пленок золота в водной среде
Лукашенко С.Ю.1, Фроня А.А.2, Маврешко Е.И.2, Григорьева М.С.2, Иванов Д.С.2, Завестовская И.Н.2,3
1ФГБУН Институт аналитического приборостроения РАН, Санкт-Петербург, Россия
2ФГБУН Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, Москва, Россия
3ФГБУ Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт", Москва, Россия
Email: lukashenko13@mail.ru
Поступила в редакцию: 30 апреля 2025 г.
В окончательной редакции: 8 сентября 2025 г.
Принята к печати: 11 ноября 2025 г.
Выставление онлайн: 30 января 2026 г.
Исследованы механизмы лазерной абляции тонкого слоя золота на стекле в водной среде в зависимости от плотности энергии лазерного импульса в диапазоне 0.5-2.0 J/cm2. Исследования проведены с помощью метода молекулярной динамики, позволяющего изучать кинетику неравновесных процессов на атомарном уровне. Определены значения поглощенной энергии лазерного импульса для слоя золота толщиной 20 nm и импульса длительностью 1 ps, реализующие такие режимы как спалляция (откол), фазовый взрыв или их сочетание. Показано, что полученные результаты будут полезны для развития методов и технологий наноструктурирования поверхности и синтеза металлических наноструктур с помощью короткоимпульсного лазерного излучения. Ключевые слова: тонкие пленки, лазерная абляция в воде, молекулярная динамика, численное моделирование.
- S. Durbach, H. Kilian, N. Hampp. Appl. Surf. Sci. 622, 156927 (2023). DOI: 10.1016/j.apsusc.2023.156927
- C.K.W. Lee, Y. Pan, R. Yang, M. Kim, M.G. Li. Top. Curr. Chem. Z 381, 18 (2023). DOI: 10.1007/s41061-023-00429-6
- C. Albu, A. Dinescu, M. Filipescu, M. Ulmeanu, M. Zamfirescu. Appl. Surf. Sci. 278, 347 (2013). DOI: 10.1016/j.apsusc.2012.11.075
- A. Kumthekar, V. Laitinen, K. Ullakko. Mater. Des. 244, 113128 (2024). DOI: 10.1016/j.matdes.2024.113128
- Y. Borodaenko, S. Syubaev, E. Khairullina, I. Tumkin, S. Gurbatov, A. Mironenko, E. Mitsai, A. Zhizhchenko, E. Modin, E.L. Gurevich, A.A. Kuchmizha. Adv. Opt. Mater. 10, 2201094 (2022). DOI: 10.1002/adom.202201094
- A.I. Pastukhov, I.B. Belyaev, J.C. Bulmahn, I.V. Zelepukin, A.A. Popov, I.N. Zavestovskaya, S.M. Klimentov, S.M. Deyev, P.N. Prasad, A.V. Kabashin. Sci. Rep. 12, 9129 (2022). DOI: 10.1038/s41598-022-13066-8
- V. Petrikaite, M. Talaikis, L. Mikoli\=naite, A.-M. Gkouzi, R. Trusovas, M. Skapas, G. Niaura, E. Stankevivcius. Heliyon 10, 15, e34815 (2024). DOI: 10.1016/j.heliyon.2024.e34815
- D. Ivanov, L. Zhigilei. Phys. Rev. Lett. 91, 105701 (2003). DOI:10.1103/PhysRevLett.91.105701
- V.V. Zhakhovskii, N.A. Inogamov, Y.V. Petrov, S.I. Ashitkov, K. Nishihara. Appl. Surf. Sci. 255, 24, 9592 (2009). DOI: 10.1016/j.apsusc.2009.04.082
- Y.H. Park, I. Hijazi. J. Mol. Model. 23, 4, 1 (2017). DOI: 10.1007/s00894-017-3288-x
- I.A. Kutlubulatova, M.S. Grigoryeva, V.A. Dimitreva, S.Yu. Lukashenko, A.P. Kanavin, V.Yu. Timoshenko, D.S. Ivanov. Int. J. Mol. Sci. 24, 14461 (2023). DOI: 10.3390/ijms241914461
- Z. Lin, L.V. Zhigilei, V. Celli. Phys. Rev. B 77, 075133 (2008). DOI: 0.1103/PhysRevB.77.075133
- A. Blumenstein, E.S. Zijlstra, D.S. Ivanov, S.T. Weber, T. Zier, F. Kleinwort, B. Rethfeld, J. Ihlemann, P. Simon, M.E. Garcia. Phys. Rev. B 101, 165140 (2020). DOI: 10.1103/PhysRevB.101.165140
- S.G. Bezhanov, P.A. Danilov, A.V. Klekovkin, S.I. Kudryashov, A.A. Rudenko, S.A. Uryupin. Appl. Phys. Lett. 112, 113104 (2018). DOI: 10.1063/1.5020957
- S.I. Kudryashov, P.A. Danilov, S.G. Bezhanov, A.A. Rudenko, A.A. Ionin, S.A. Uryupin, S.F. Umanskaya, N.A. Smirnov. JETP Lett. 109, 382--386 (2019). DOI: 10.1134/S0021364019060110
- K. Boboridis, G. Pottlacher, H. Jager. Int. J. Thermophys. 20, 1289 (1999). DOI: 10.1023/A:1022687811410
- V.I. Mazhukin, O.N. Koroleva, M.M. Demin, A.A. Aleksashkina. Keldysh Institute Preprints 83, 16 (2021). DOI: 10.20948/prepr-2021-83
© 2026 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук