УДК: 621.373.535

Вклад поляритонного механизма микроструктурирования поверхности кремния пикосекундными лазерными импульсами

Гук И.В., Шандыбина Г.Д., Яковлев Е.Б., Головань Л.А.

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Гук И.В., Шандыбина Г.Д., Яковлев Е.Б., Головань Л.А. Вклад поляритонного механизма микроструктурирования поверхности кремния пикосекундными лазерными импульсами // Оптический журнал. 2014. Т. 81. № 5. С. 62–67.

Guk I.V., Shandybina G.D., Yakovlev E.B., Golovan L.A. The contribution of the polariton mechanism of the surface microstructuring of silicon by picosecond laser pulses [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2014. V. 81. № 5. P. 62–67.

Ссылка на англоязычную версию:

I. V. Guk, G. D. Shandybina, E. B. Yakovlev, and L. A. Golovan’, "The contribution of the polariton mechanism of the surface microstructuring of silicon by picosecond laser pulses," Journal of Optical Technology. 81(5), 275-279 (2014). https://doi.org/10.1364/JOT.81.000275

Аннотация:

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

Благодарность:

Работа выполнена при поддержке гранта Президента РФ НШ-1364.2014.2, гранта РФФИ 12-02-01194-а и при государственной финансовой поддержке ведущих университетов Российской Федерации (субсидия 074-U01).

Коды OCIS: 280.6680, 320.7120

Список источников:

1. Либенсон М.Н. Лазерно-индуцированные 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. Femtosecond-laser-assisted microstructuring of silicon surfaces // Optics and Photonics News. 2003. V.14. P. 32-36.
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 self-induced silicon nanogratings during prolonged femtosecond laser irradiation // Appl. Phys. A. Material science & processing. 2011. DOI 10.1007/s00339-011-6323-2.
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 ultra-short laser interactions with solid at non-relativistic 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 Polymer-Dispersed 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.