Formation of various types of nanostructures on germanium surface by nanosecond laser pulses

Mikolutskiy, S. I.; Khasaya, R. R.; Khomich, Yu. V.; Yamshchikov, V. A.

doi:10.1088/1742-6596/987/1/012007

Cited by 15 publications

(3 citation statements)

References 0 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Лазерная установка, на которой проводили обработку образцов излучением в стандартных условиях лабораторного помещения, подробно описана в работах [41][42][43]. Источник излучения -твердотельный Nd : YaG-лазер (третья гармоника, длина волны λ = 355 нм, длительность импульса 10 нс, энергия в импульсе -до 8 мДж, частота следования импульсов f -до 100 Гц, диаметр лазерного пучка составлял 3 мм, расходимость -1-2 мрад).…”

Section: образцы и методы экспериментаисследованияunclassified

Modification of a Germanium Surface Exposed to Radiation of a Nanosecond Ultraviolet Laser

et al. 2021

View full text Add to dashboard Cite

Аннотация. Методами оптической профилометрии, сканирующей электронной и зондовой микроскопии исследована модификация полированной поверхности {111} монокристаллического германия (n-тип проводимости, удельное сопротивление 47 Ом • см) в результате воздействия сфокусированным частотноимпульсным излучением наносекундного ультрафиолетового Nd : YaG лазера. Выявлено, что порог плазмообразования с образованием кратера на поверхности возникает при плотности энергии лазерного излучения Е ~ 1,2÷1,3 Дж/см 2 . При неподвижном положении образца при Е ~ 0,1 Дж/см 2 возникали необратимые повреждения поверхности. При сканировании поверхности излучением при Е ~ 0,50÷1,15 Дж/см 2 , в отсутствии заметных следов кратерообразования, наблюдалось образование ямок травления с правильной трехгранной формой, концентрация которых составляла (3-5) ⋅ 10 5 см -2 . Фигуры напоминают дислокационные ямки травления, получаемые селективным химическим травлением. Выявление дислокаций происходило путем абляции в результате воздействия лазерного излучения. Центрами зарождения абляции являются дислокации, выходящие на поверхность кристалла. Поперечный размер ямок травления составил ~5-10 мкм, и их перекрытие привело к чередующейся картине трехгранных пирамид, образованных плоскостями {111}. Наблюдали скругленные грани и вершины пирамид, высота профиля фигур составила ∼1-2 мкм. Линейные размеры ямок свидетельствуют о быстром протекании процесса. Исходя из суммарного времени воздействия излучения на поверхность ∼200 нc установлена скорость формирования плоских граней в ямках, которая составляет ∼0,1-0,3 м/с, что на несколько порядков превышает скорость формирования таких же граней при росте кристалла. Глубина поверхностного слоя, в котором происходило формирование структуры, составляла ∼15 мкм.

show abstract

Section: образцы и методы экспериментаисследованияunclassified

Modification of a Germanium Surface Exposed to Radiation of a Nanosecond Ultraviolet Laser

et al. 2021

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Однако при модификации меди УФ-лазером выяснилось, что еще до появления кратерообразования при плотности энергии E ∼ 0.6 J/cm 2 наблюдались явления пластической деформации [7]. На германии впервые было обнаружено образование поверхностных периодических структур в результате воздействия мощного импульсного лазерного излучения [8][9][10]. Кристаллический германий со структурой алмаза, оптические свойства которого нами изучались ранее [11][12][13], является одним из наиболее исследованных материалов, технология получения которого достигла крайне высокой степени чистоты [14,15].…”

unclassified

Лазерное Травление Германия

Железнов¹,

Малинский²,

Миколуцкий³

et al. 2021

Письма В Журнал Технической Физики

View full text Add to dashboard Cite

When studying the scanning of the polished surface of germanium single crystals by focused pulse-frequency radiation of an ultraviolet Nd:YAG laser, it was found that at subthreshold energy densities (at E ͠͠ 0.5–1.15 J/cm2), in the absence of noticeable traces of crater formation, laser etching was observed. It is assumed that the centers of ablation nucleation are dislocations coming out on the crystal surface.

show abstract

“…In most metals a zone, in which traces of solidified molten metal are clearly visible, is observed in the crater [11][12][13][14][15][16]. However, a somewhat different picture was observed during laser heat treatment of polished samples of the ChS57 alloy.…”

mentioning

confidence: 99%

Heat Treatment of the Surface of the ChS57 Alloy with Powerful Nanosecond Ultraviolet Laser Pulses

Khomich

Mikolutskiy

Rogalin

et al. 2021

KEM

View full text Add to dashboard Cite

The threshold of optical breakdown of the nickel alloy ChS57 (Inconel) was measured at a wavelength of 0.355 μm with a laser pulse duration of 10 ns. Heat treatment of ChS57 above pulse energy density threshold (1 - 2.5 J/cm2) occurred mainly in the ablative mode with almost no melting. The elemental composition of the surface layer did not change at an irradiation in a fixed spot. When a laser beam moves along the surface of the sample at a speed of 1 mm / s and at pulse energy density of about 0.02 J/cm2, oxygen was detected in the elemental composition (3 – 4 wt. %). However, the proportions of the elemental composition of the alloy remained virtually unchanged. Heat treatment under threshold at pulse energy density ≥ 0.25 J/cm2 revealed a rise of the surface layer with traces of high-temperature plastic deformation in the form of slippage on grain boundaries and crystallographic slip.

show abstract

Formation of various types of nanostructures on germanium surface by nanosecond laser pulses

Cited by 15 publications

References 0 publications

Modification of a Germanium Surface Exposed to Radiation of a Nanosecond Ultraviolet Laser

Modification of a Germanium Surface Exposed to Radiation of a Nanosecond Ultraviolet Laser

Лазерное Травление Германия

Heat Treatment of the Surface of the ChS57 Alloy with Powerful Nanosecond Ultraviolet Laser Pulses

Contact Info

Product

Resources

About