Научно-технический
«ОПТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ»
издается с 1931 года
 
   
Русский вариант сайта Английский вариант сайта
   
       
   
       
Статьи последнего выпуска

Электронные версии
выпусков начиная с 2008


Алфавитный указатель
2000-2010 гг


444
Архив оглавлений
выпусков 2002-2007 гг


Реквизиты и адреса

Вниманию авторов и рецензентов!
- Порядок публикации
- Порядок рецензирования статей
- Типовой договор
- Правила оформления
- Получение авторского вознаграждения
- Редакционная этика


Контакты

Подписка

Карта сайта




Журнал с 01.12.2015 допущен ВАК для публикации основных результатов диссертаций как издание, входящее в международные реферативные базы систем цитирования (Web Science, Scopus) (см. Vak.ed.gov.ru/87)
Аннотации (08.2011) : МОДИФИКАЦИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ ЛАЗЕРНО-ИНДУЦИРОВАННОМ КУЛОНОВСКОМ ВЗРЫВЕ НАНОЧАСТИЦ

МОДИФИКАЦИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ ЛАЗЕРНО-ИНДУЦИРОВАННОМ КУЛОНОВСКОМ ВЗРЫВЕ НАНОЧАСТИЦ

©2011г. В..Груздев*, канд. физ.-мат. наук; В.Л.Комолов**, канд. физ.-мат. наук; С.Г.Пржибельский**, канд. физ.-мат. наук; Д.С.Смирнов**, канд. физ.-мат. наук; ХаоЛи*, канд. техн. наук

 

** Университет Миссури, г. Колумбия, США

** Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики, Санкт-Петербург

E-mail: komolov@mail333.com

 

Представлены результаты изучения механизмов фемтосекундных лазерных взаимодействий с системой наночастиц, осажденных на твердой диэлектрической по-верхности. Эксперименты показали, что в зависимости от уровня интенсивности осуществляются разные режимы взаимодействий лазерного излучения с наночастицами, включая частичное и полное удаление (абляцию) наночастиц и локальное повреждение самой поверхности. В  режиме полной и частичной абляции наночастиц зарегистрированы следы внедрения ионов материала наночастиц в тонкий приповерхностный слой подложки. Моделирование разрушения наночастиц фемтосекундным лазерным импульсом подтверждает возможность испускания из них ионов с последующим внедрением в подложку.

 

Ключевые слова: лазерное воздействие, абляция, кулоновский взрыв.

 

Коды OCIS: 320.7130, 260.3230

УДК 621. 531. 219

Поступила в редакцию 14.02.2011

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Perry M.D., Stuart B.C., Banks P.S., Fei, M.D., Yanovsky V., Rubenchik A.M. Ultrashort-pulse laser machining of dielectric materials // J. Appl. Phys. 1999. V. 85(9). Р. 6803–6810.

2. Kamlage G., Bauer T., Ostendorf A., Chichkov B. N. Deep drilling of metals by femtosecond laser pulses // Appl. Phys. A. 2003. V. 77. Р. 307–310.

3. Sugioka K., Cheng Y., Midorikawa K.  Three-dimensional micromachining of glass using femtosecond laser for lab-on-chip device manufacture // Appl. Phys. A. 2005. V. 81. Р. 1–10.

4. Misawa H., Juodkazis S. 3D Laser Microfabrication. Principles and Applications // Wiley-VCH Verlag GmBH. Weinheim. 2006. P. 239–384.

5. Sanz M., Castillejo M., Amoruso S., Ausanio G., Bruzzese R., Wang X. Ultra-fast laser ablation and deposition of TiO2 // Appl. Phys. A. 2010. to appear.

6. Shin J., Jang K., Lim K.-S., Kim Y.-S., Lee Y.-L., Choi J.-H., Sohn I.-B., Lee J., Lee M.  Formation and removal of multi-layered fluorescence patterns in gold-ion doped glass // Appl. Surf. Sci. 2009. V. 255. Р. 9754–9757.

7. Nishiyama H., Nishii J., Mizoshiri M., Hirata Y.  Microlens arrays of high-refractive-index glass fabricated by femtosecond laser lithography // Appl. Surf. Sci. 2009. V. 255. P. 9750–9753.

8. Nakashima S., Sugioka K., Midorikawa K. Fabrication of microchannels in single-crystal GaN by wet-chemical-assisted femtosecond–laser ablation // Appl. Surf. Sci. 2009. V. 255. P. 9770–9774.

9. Wang X., Chen F., Yang Q., Liu H., Bian H., Si J., Hou X.  Fabrication of quasi-periodic micro-voids in fused silica by single femtosecond laser pulses // Appl. Phys. A. 2010. V. 92. P. 1–6.

10. von der Linde D., Sokolowski-Tinten K.  The physical mechanisms of short-pulse laser ablation  // Appl. Surf. Sci. 2000. V. 154–155. P. 1–10.

11. Schaffer C., Brodeur A., Mazur E. Laser-induced breakdown and damage in bulk transparent materials induced by tightly focused femtosecond laser pulses // Meas. Sci. Technol. 2001. V. 12. P. 1784–1794.

12. Juodkazis S., Mizeikis V., Matsuo S., Ueno K., Misawa H.  Three-dimensional micro- and nano-structuring of materials by tightly focused laser radiation // Bull. Chem. Soc. Jpn. 2008. V. 81(4). P. 411–448.

13. Phipps C.R.  Laser Ablation and its Applications: Springer Series in Optical Sciences. V.  129. Springer, New York. 2007. P. 99–121.

14. Koch J., Korte F., Bauer T., Fallnich C., Ostendorf A., Chichkov B. N.  Nanotexturing of gold films by femtosecond laser-induced melt dynamics // Appl. Phys. A. 2005. V. 81. P. 325–328.

15. White Y. V., Li X., Sikorski Z., Davis L. M., Hofmeister W.  Single-pulse ultrafast-laser machining of high aspect nano-holes at the surface of SiO2 // Opt. Express. 2008. V. 16(19). P. 14411–14420.

16. Bйkйsi J., Klein-Wiele J.-H., Simon P. Efficient submicron processing of metals with femtosecond UV pulses // Appl. Phys.A. 2003. V. 76. P. 355–357.

17. Amoruso S., Bruzzese R., Spinelli N., Velotta R., Vitiello M., Wang X.  Formation of nanoparticles during ultrashort laser irradiation of silicon targets // Europhys. Lett. 2004. V. 67 (3). P. 404–410.

18. Amoruso S., Ausanio G., Bruzzese R., Vitiello M., Wang X. Femtosecond laser pulse irradiation of solid targets as a general rout to nanoparticle formation in vacuum // Phys. Rev. B. 2005. V. 71. P. 033406.

19. Amoruso S., Ausanio G., Barone A.C., Bruzzese R., Gragnaniello L., Vitiello M., Wang X. Ultrashort laser ablation of solid matter in vacuum: a comparison between the picosecond and femtosecond regimes // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 2005. V. 38. L329–L338.

20. Tull B.R., Carey J.E., Sheehy M.A., Friend C. Mazur E. Formation of silicon nanoparticles and web-like aggregates by femtosecond laser ablation in a background gas // Appl. Phys. A. 2006. V. 83. P. 341–346.

21. Amoruso S., Bruzzese R., Pagano C., Wang X. Features of plasma plume evolution and material removal efficiency during femtosecond laser ablation of nickel in high vacuum // Appl. Phys. A. 2007. V. 89. P. 1017–1024.

22. Perriere J., Boulmer-Leborgne C., Benzerga R., Tricot S.  Nanoparticle formation by femtosecond laser ablation // J. Phys.D: Appl. Phys. 2007. V. 40. P. 7069–7076.

23. Guillermin M., Colombier J.P., Valette S., Audouard E., Garrelie F., Sroian R.  Optical emission and nanoparticle generation in Al plasmas using ultrashort laser pulses temporally optimized by real-time spectroscopic feedback // Phys. Rev. B. 2010. V. 82. P. 035430.

24. Švrček V., Kondo M. Blue luminescent silicon nanocrystals prepared by short pulsed laser ablation in liquid media // Appl. Surf. Sci. 2009. V. 255. P. 9643–9646.

25. Ganeev R.A., Boltaev G.S., Tugushev R.I., Usmanov T.  Nanoparticle formation during laser ablation of metals at different pressures of surrounding noble gases // Appl. Phys. A. 2010. V. 100. P. 119–123.

26. Lescoute E., Hallo L., Hebert D., Chimier B., Etchessahar B., Tikhonchuk V.T., Chevalier J. M., Combis P. Experimental observations and modeling of nanoparticle formation in laser-produced expanding plasma  // Phys. Plasma. 2008. V. 15. P. 063507.

27. Lorazo P., Lewis L.J., Meunier M.  Thermodynamic pathways to melting, ablation, and solidification in absorbing solids under pulsed laser irradiation // Phys. Rev. B. 2006. V. 73. P. 134108.

28. Itina T., Gouriet K., Zhigilei L., Neol S., Hermann J., Sentis M.  Mechanisms of small clusters production by short and ultra-short laser ablation // Appl. Surf. Sci. 2007. V. 253. P. 7656–7661.

29. Glover T.E. Hydrodynamics of particle formation following femtosecond laser ablation // J. Opt. Soc. Am. B. 2003. V. 20(1). P. 125–131.

30. Chimier B., Tikhonchuk V.T. Liquid-vapor phase transition and droplet formation by subpicosecond laser heating // Phys. Rev. B. 2009. V. 79. 184107.

31. Gruzdev V.E., Komolov V.L., Przhibel’skii S.G., Smirnov D.S.  Dynamics of spreading of a spherical particle ionized by intense ultra-short laser pulse // Proc. SPIE. 2006. V. 6256. P. 30–39.

32. Gruzdev V.E., Komolov V.L., Przhibel’skii S.G., Smirnov D.S. Destruction of the nano-size solid particles under femtosecond laser pulse action // Proc. SPIE. 2007. V. 6596. P. 65960P-1–65960P-8.

33. Груздев В.Е., Комолов В.Л., Пржибельский С.Г., Смирнов Д.С. Деструкция наночастицы, частично ионизованной мощным ультракоротким лазерным импульсом // Оптический журнал. 2007. Т. 74. № 6. С. 3–9.

34. Huang W.  Fundamental studies of the interaction between femtosecond laser and patterned monolayer plasmonic nanostructures. Ph. D. theses presented at School of Chemistry and Biochemistry. 2007. Georgia Institute of Technology: Atlanta. Georgia. 271 p.

35. Link S. El-Sayed M.A.  Optical properties and ultrafast dynamics of metallic nanocrystals  // Annual Review of Physical Chemistry. 2003. V. 54. P. 331–366.

36. Stepanov A.L.  Modification of implanted metal nanoparticles in the dielectrics by high-power laser pulses  // Reviews on Advanced Materials Science. 2003. V. 4(2). P. 123–138.

37. Link S. El-Sayed M.A.  Size and Temperature Dependence of the Plasmon Absorption of Colloidal Gold Nanoparticles // J. Phys. Chem. B. 1999. V. 103(21). P. 4212–4217.

38. Kreibig U., Vollmer M. Optical Properties of Metal Clusters. Springer, Berlin, 1995. 532 p.

 

 

Полный текст