ВКЛАД ПОЛЯРИТОННОГО МЕХАНИЗМА МИКРОСТРУКТУРИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТИ КРЕМНИЯ ПИКОСЕКУНДНЫМИ ЛАЗЕРНЫМИ ИМПУЛЬСАМИ

© 2014 г.    И. В. Гук^*, аспирант; Г. Д. Шандыбина^*, канд. физ.­мат. наук; Е. Б. Яковлев^*, доктор техн. наук; Л. А. Головань^**, доктор физ.­мат. наук

^*Университет ИТМО, Санкт­Петербург

^**МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва

Е­mail: corchand@gmail.com

Обсуждаются экспериментальные результаты исследования поляритонного механизма микроструктурирования кремния в ближней инфракрасной области при облучении пикосекундными лазерными импульсами. Представлены результаты численного модельного анализа условий возбуждения поверхностных поляритонов в полупроводнике при облучении одиночным пикосекундным импульсом. Определена низкая вероятность поляритонного механизма микроструктурирования кремния под действием пикосекундного лазерного импульса.

Ключевые слова: пикосекундные лазерные импульсы, поверхностные поляритоны, лазерное микроструктурирование поверхности.

Коды OCIS: 280.6680, 320.7120.

УДК 621.373.535

Поступила в редакцию 14.02.2014.

ЛИТЕРАТУРА

1.         Либенсон М.Н. Лазерно­индуцированные оптические и термические процессы в конденсированных средах и их взаимное влияние. Спб.: Наука. 2007. 423 с.

2.         Sarnet T., Carey J., Mazur E. From black silicon to photovoltaic cells, using short pulse lasers // Intern. Symposium on High Power Laser Ablation. 2012. P. 219–228.

3.         Хайдуков Е.В., Храмова О.Д., Рочева В.В., Зуев Д.А., Новодворский О.А., Лотин А.А., Паршина Л.С., Поройков А.Ю., Тимофеев М.А., Унтила Г.Г. Лазерное текстурирование кремния для создания солнечных элементов // Изв. вузов. Приборостроение. 2011. Т. 54. № 2. С. 26–32.

4.        Carey J.E., Crouch C.H., Mazur E. Femtosecond­laser­assisted microstructuring of silicon surfaces // Optics and Photonics News. 2003. V.14. P. 32­36.

5.         Golosov E.V., Ionin A.A., Kolobov Y.R., Kudryashov S.I., Ligachev A.E., Makarov S.V., Novoselov Y.N., Seleznev L.V., Sinitsyn D.V. Topological evolution of self­induced silicon nanogratings during prolonged femtosecond laser irradiation // Appl. Phys. A. Material science & processing. 2011. DOI 10.1007/s00339­011­6323­2.

6.        Zhu J., Yin G., Zhao M., Chen D., Zhao L. Evolution of silicon surface microstructures by picosecond and femtosecond laser irradiations // Applied Surface Science. 2005. V. 245. P. 102–108.

7.         Fauchet P.M., Siegman A.E. Surface ripples on silicon and gallium arsenide under picosecond laser illumination // Appl. Phys. Lett. 1982. V. 40(9). P. 824–826.

8.        Zhu X., Zhu H., Liu D., Huang Y., Wang X., Yu H., Wang S., Lin X., Han P. Picosecond Laser Microstructuring for Black Silicon Solar Cells // Advanced Materials Research. 2012. V. 418–420. P. 217–221.

9.        Dyukin R.V., Martsinovskiy G.A., Sergaeva O.N., Shandybina G.D., Svirina V.V., Yakovlev E.B. Interaction of Femtosecond Laser Pulses with Solids: Eleсtron/Phonon/Plasmon Dynamics // Laser Pulses – Theory, Technology, and Applications // Ed. by Igor Peshko. Rijeka: InTech. 2012. P. 197–218.

10.       Дюкин Р.В., Марциновский Г.А., Шандыбина Г.Д., Яковлев Е. Б., Никифоров И.Д., Гук И.В. Динамика диэлектрической проницаемости полупроводника при фемтосекундном лазерном воздействии // Оптический журнал. 2011. Т. 78. № 8. С. 118–124.

11.       Gamaly E.G. The physics of ultra­short laser interactions with solid at non­relativistic intensities // Physics Reports. 2011. V. 508. P. 91–243.

12.       Анисимов С.И., Имас Я.А., Романов Г.С., Ходыко Ю.В. Действие излучения большой мощности на металлы. М.: Наука, 1970. 272 с.

13.       Liu Y.J., Ding X., Lin S.­C.S., Shi J., Chiang I.­K., Huang T.J. Surface Acoustic Wave Driven Light Shutters Using Polymer­Dispersed Liquid Crystals // Adv. Mater. 2011. T. 23. C. 1656–1659.

14.       Gorodetsky G., Kanicki J., Kazyaka T., Melcher R.L. Far UV pulsed laser melting of silicon // Appl. Phys. Lett. 1985. V.46. P. 547–549.

Полный текст