О механизмах образования лазерно-индуцированных поверхностных структур

  • Петр Павлович Трохимчук Восточноевропейский национальный университет им. Леси Украинки, пр. Воли, 13, 43025, г. Луцк, Украина

Аннотация

Обсуждаются проблемы механизмов образования лазерно-индуцированных поверхностных структур. Проведен детальный анализ формирования таких структур на кремнии и германии. Показано влияние спектрального сос тава, числа импульсов облучения и среды на геометрические размеры полученных структур и на их фазовые состояния. Проанализирована возможность применения теории Чандрасекара – Хакена – Эбелинга эффекта Бенара для объяснения наблюдаемых экспериментальных результатов. Эта модель с успехом может быть использована только для объяснения гидро- и аэродинамических задач. В связи с этим предлагается каскадная модель поэтапного возбуждения химических связей в режиме насыщения возбуждения. Для объяснения полученных экспериментальных результатов применяется фазовая диаграмма кремния, согласно которой он имеет четыре кристаллографические модификации. Показано, что каскадная модель более адекватно описывает особенности возникновения поверхностных структур, включая большой разброс по высотам полученных структур и появление новых фаз.

Биография автора

Петр Павлович Трохимчук, Восточноевропейский национальный университет им. Леси Украинки, пр. Воли, 13, 43025, г. Луцк, Украина

кандидат физико-математических наук, доцент; доцент кафедры теоретической и математической физики факультета информационных систем, физики и математики

Литература

  1. Medvidʼ A. Nano-cones formed on a surface of semiconductors by laser radiation: technology model and properties. In: Nanowires Sci. Technol. Vukovar : InTech, 2010. P. 61–82. DOI: 10.5772/39493.
  2. Makin V. S. [Peculiarities of the formation the ordered micro and nanjstructures in condenced matter after laser excitation of surface polaritons modes] : dissertatsiya… doktora phys.-mat. nauk. Saint Petersburg : State University of Information Technologies, Mechanics and Optics, 2013 (in Russ.).
  3. Trokhimchuck P. P. Relaxed Optics: Realities and Perspectives. Saarbrüсken : Lambert Academic Publishing, 2016.
  4. Pedraza A. J., Fowlkes J. D., Lowndes D. H. Silicon microcolumn arrays growth by nanosecond pulse laser irradiation. Appl. Phys. Lett. 1999. Vol. 74, issue 16. Article ID: 2322. DOI: 10.1063/1.123838.
  5. Trokhimchuck P. P. Problems of reradiation and reabsorption in Nonlinear and Relaxed Optics. Int. J. Adv. Res. Phys. Sci. 2017. Vol. 4, issue 2. P. 37–50.
  6. Trokhimchuck P. P. [Problems of modeling the mechanisms of formation the laser-generated micro and nanostructures]. Elektronika info. 2016. No. 2. P. 57–61 (in Russ.).
  7. Haken H. Synergetics. Мoscow : Mir, 1980 (in Russ.).
  8. Chandrasekar S. Hydrodynamic and hydromagnetic stability. New York : Dover Publications, 1961.
  9. Ebeling W. [Creation structures under irreversible processes]. Мoscow : Mir, 1979 (in Russ.).
  10. Philips J. C. Metastable honeycomb model of laser annealing. J. Appl. Phys. 1981. Vol. 52, issue 12. Article ID: 7397. DOI: 10.1063/1.328729.
  11. Shen M., Carey J. E., Crouch C. H., et al. High-density regular arrays of nano-scale rods formed on silicon surfaces via femtosecond laser irradiation in water. Nano Lett. 2008. Vol. 8, No. 7. P. 2087–2091. DOI: 10.1021/nl080291q.
  12. Alexenko A. G. Graphen. Moscow : Binom, 2014 (in Russ.).
  13. Trokhimchuck P. P. [Radiation physics of status solid]. Lutsk : Lesya Ukrayinka Volyn’ National University Press «Vezha», 2007 (in Ukrainian).
  14. Tauc Ya. [Optical properties of semiconductors in visible and ultraviolet ranges]. Usp. fiz. nauk. 1968. Vol. 94, issue 3. P. 501–534 (in Russ.).
Опубликован
2018-04-30
Ключевые слова: лазерно-индуцированные структуры, эффект Бенара, кремний, германий, каскадная модель, релаксационная оптика
Как цитировать
Трохимчук, П. П. (2018). О механизмах образования лазерно-индуцированных поверхностных структур. Журнал Белорусского государственного университета. Физика, 1, 58-65. Доступно по https://journals.bsu.by/index.php/physics/article/view/561
Выпуск
№ 1 (2018): Журнал Белорусского государственного университета. Физика
Раздел
Физика лазеров

Авторы, публикующиеся в данном журнале, соглашаются со следующим:

  1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся неэксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге) со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
  3. Авторы имеют право размещать их работу в интернете (например, в институтском хранилище или на персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу. (См. The Effect of Open Access).