en
Назад
УДК: 536.421
Лазерно-индуцированное формирование конусообразных выступов на поверхности сверхтугоплавких металлов
Полный текст «Оптического журнала»
Полный текст на elibrary.ru
Публикация в Journal of Optical Technology
Пестов Ю.И., Макин В.С. Лазерно-индуцированное формирование конусообразных выступов на поверхности сверхтугоплавких металлов // Оптический журнал. 2008. Т. 75. № 6. С. 34–42.
Pestov Yu.I., Makin V.S. Laser-induced formation of conical bumps on the surface of superrefractory metals [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2008. V. 75. № 6. P. 34–42.
Yu. I. Pestov and V. S. Makin, "Laser-induced formation of conical bumps on the surface of superrefractory metals," Journal of Optical Technology. 75 (6), 371-377 (2008). https://doi.org/10.1364/JOT.75.000371
Экспериментально исследовано формирование конусообразных выступов на поверхностях W, Та и Мо в результате облучения их импульсом лазера в атмосфере воздуха, азота, гелия и в вакууме при плотности энергии облучения выше порога плавления, но ниже порога выноса расплава из зоны облучения давлением паров. Обнаружена сильная зависимость высоты выступов от состава газовой атмосферы. Полученные минимальные радиус кривизны вершины 0,5 мкм и угол при вершине конусообразного выступа 60° наблюдались на молибдене при высоте выступа 19 мкм над уровнем исходной поверхности. Показано, что закономерности формирования конусообразных выступов на металлах связаны с конечным краевым углом смачивания расплавом своей твердой фазы и с зависимостью краевого угла от состава и химической активности атмосферы. Построена модель формирования конусообразного выступа при кристаллизации ограниченной ванны расплава.
Коды OCIS: 350.5340, 350.3390
Список источников:1. Sanches К., Morenza J.L., Dilgado J.L., Valera M. Whiskerlike structure growth on silicon exposed to ArF excimer laser irradiation // Appl. Phys. Lett. 1996. V. 69. № 5. P. 620-622.
2. Bennett T.D., Krajnovich D.J., Grigoropoulos C.P., Baumgardt P., Tam A.C. Marangony mechanism of pulsed laser texturing of magnetic disk substrates // J. of Heat Transfer. 1997. V. 119. № 8. P. 589-596.
3. Pedraza A.J., Fowlkes J.D., Lowndes D.H. Silicon microcolumn arrays grown by nanosecond pulsed-eximer laser irradiation // Appl. Phys. Letts. 1999. V. 74. P. 2322-2324.
4. Воронов В.В., Долгаев С.И., Лаврищев С.В., Лялин А.А., Симакин А.В., Шафеев Г.А. Формирование конических микроструктур при импульсном лазерном испарении твердых тел // Квант, электрон. 2000. Т. 30. № 8. С. 710-714.
5. Kawakami Y., Ozawa E. Tungsten microcone growth by laser irradiation // Appl. Surface Science. 2003. V. 218. P. 175-187.
6. Eizenkop J.,Avrutsky I., Auner G., Georgiev D.G., Chaudhary V. Single pulse excimer laser nanostructuring of thin silicon films: nanosharp cones formation and a heat transfer problem // J. of Appl. Phys. 2007. V. 101. P. 094301 (1-7).
7. Emmony D.C., Philips N.J., Toyer J.H., Willis L.J. The topography of laser-irradiated germanium // J. Phys. D: Appl. Phys. 1975. V. 8. P. 1472-1479.
8. Макин B.C., Пестов Ю.И. Способ формирования выступа типа острия. Патент России № 2139373. 1998.
9. Malcin V.S., Pestov Yu.I. Laser-induced tip-shaped bump formation on silicon and germanium surfacts // Abstraces of X International Conference Nonresonant Laser - Matter Interaction, St. Petersburg, 2000. P. 37.
10. Пестов Ю.И., Макин B.C. Изучение динамики лазерно-индуцированного формирования острийного выступа рельефа на поверхности кремния // Тр. VII Меж-дунар. конф. "Прикладная оптика-2006". СПб., 2006. Т. 2. С. 157-161.
11. Дохов М.П. О межфазной энергии твердое тело-расплав разнородных металлов // Письма в ЖТФ. 1996. Т. 22. В. 12. С. 16-21.
12. Хейнз Дэк.М. Капиллярность и смачивание // Космическое материаловедение / Под ред. Фойербахера Б., Хамахера Г., Наумана Р. М.: Мир, 1989. С. 123-142.
13. Ефимов В.Е. Влияние темепературы и содержания кислорода на поверхностную энергию и натяжение твердых и жидких металлов // Металлы. 2000. № 5. С. 33-43.
14. Voronov V.V., Dolgaev S.I., Lavrishchev S.V., Lyalin A.A., Simakin A.V. Shafeev G.A. Transition from capillary waves to conic microstructures at pulsed laser evaporation of solids // Phys. Vibrations. 1999. V 7. № 3. P. 131-136.
15. Nayak B.K., Gupta M.C., Kolasinski K.W. Spontaneous formation of nanospiked microstructures in germanium by femtosecond laser radiation // Nanotechnology. 2007. V. 18. P. 195302(1-4).