Модифікація оптичних властивостей поверхневих шарів та тонких плівок лазерною обробкою

Автори Л.В. Поперенко, В.В. Стукаленко, І.В. Юргелевич
Приналежність

Київський національний університет імені Тараса Шевченка, вул. Володимирська, 64/13, 01601 Київ, Украина

Е-mail vladira_19@ukr.net
Випуск Том 11, Рік 2019, Номер 3
Дати Одержано 10 квітня 2019; у відредагованій формі 10 червня 2019; опубліковано online 25 червня 2019
Посилання Л.В. Поперенко, В.В. Стукаленко, І.В. Юргелевич, Ж. нано- електрон. фіз. 11 № 3, 03032 (2019)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.11(3).03032
PACS Number(s) 78.68. + m, 81.40.Tv
Ключові слова Наноструктурований кремній, Швидкозагартовані сплави, Лазерна обробка, Еліпсометрія (4) , Оптична анізотропія.
Анотація

Еліпсометричним методом досліджено оптичну провідність кремнієвої пластини, модифікованої фемтосекундним лазерним опроміненням, а також вплив лазерної обробки на оптичні властивості поверхневих шарів швидкозагартованих багатокомпонентних стрічок сплаву. Зразки наноструктурованого кремнію у вигляді окремих комірок було сформовано на монокристалічних кремнієвих пластинах методом лазерної абляції. Режими сканування лазерного променю забезпечують синтез у повітряній атмосфері наноструктурованих частинок діоксину кремнію та кремнієвих наночастинок. Встановлено, що еліпсометричні параметри та оптична провідність ( комірок наноструктурованого кремнію суттєво відрізняються для двох орієнтацій комірки відносно p-напрямку зразка. Це означає, що сформовані кремнієві наноструктури мають суттєву оптичну анізотропію внаслідок деформаційного впливу лазерної абляції та виникнення пружних напружень в поверхневому шарі наноструктурованого кремнію. Для ділянок кремнію, які не опромінювались лазером і розташовані між комірками наноструктурованого кремнію, оптичної анізотропії не виявлено.Отримані залежності оптичної провідності ( швидкозагартованих багатокомпонентних стрічок сплаву від енергії лазерного імпульсу E та кількості імпульсів N є немонотонними і досягають мінімуму при певних значеннях E та N. Така поведінка ( під час першого етапу лазерної обробки пов’язана з так званим ефектом «лазерної вітрифікації» внаслідок додаткового атомного розупорядкування поверхневих шарів стрічок, які не є повністю аморфними у вихідному стані, а містять деяку кількість кристалічної фази. Під час другого етапу такої обробки наявна аморфна структура продовжувала формуватись і релаксувати в поверхневому шарі. На третьому етапі лазерної теплової дії спостерігався відпал поверхні стрічки за рахунок досягнення достатньої дози лазерного випромінювання, що призводить до утворення кристалічної фази і, отже, до збільшення (.

Перелік посилань