By this author

Dynamics of new phase formation in silicon during femtosecond laser ablation

from 01.01.2025

Экспериментально методами микроспектроскопии комбинационного рассеяния света, просвечивающей электронной микроскопии и с помощью численного моделирования продемонстрировано, что при воздействии интенсивного (10¹³–10¹⁴ Вт/см²) фемтосекундного (~100 фс) лазерного импульса на кремниевую подложку с ориентацией (111) на поверхности и в объеме формируются новые полиморфные фазы Si-III и Si-XII, локализованные в дефектах решетки, а также на периферии абляционного кратера. Такая локализация фаз вызвана многостадийностью лазерно-индуцированных фазовых переходов в кремнии. Они инициируются ударной волной, в результате при субнаносекундных временах запускается каскад преобразований: Si-I → Si-II → Si-III/Si-XII. Фазовый переход Si-I → Si-II происходит на переднем фронте ударной волны, в то время как на ее заднем фронте возникает поле динамических напряжений в материале, в котором становится возможен фазовый переход Si-II → Si-III/Si-XII. На субмикросекундных временных масштабах большая часть новых фаз исчезает при релаксации материала в исходное состояние.

141 0

Dynamics of new phase formation in silicon during femtosecond laser ablation

Issue number 1 from 01.01.2025

Экспериментально методами микроспектроскопии комбинационного рассеяния света, просвечивающей электронной микроскопии и с помощью численного моделирования продемонстрировано, что при воздействии интенсивного (10¹³–10¹⁴ Вт/см²) фемтосекундного (~100 фс) лазерного импульса на кремниевую подложку с ориентацией (111) на поверхности и в объеме формируются новые полиморфные фазы Si-III и Si-XII, локализованные в дефектах решетки, а также на периферии абляционного кратера. Такая локализация фаз вызвана многостадийностью лазерно-индуцированных фазовых переходов в кремнии. Они инициируются ударной волной, в результате при субнаносекундных временах запускается каскад преобразований: Si-I → Si-II → Si-III/Si-XII. Фазовый переход Si-I → Si-II происходит на переднем фронте ударной волны, в то время как на ее заднем фронте возникает поле динамических напряжений в материале, в котором становится возможен фазовый переход Si-II → Si-III/Si-XII. На субмикросекундных временных масштабах большая часть новых фаз исчезает при релаксации материала в исходное состояние.

84 0