Amorfizatsiya kremniya pod vozdeystviem ul'trakorotkikh lazernykh impul'sov srednego IK diapazona

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Проведено экспериментальное исследование процесса аморфизации поверхности пластины кристаллического кремния Si(111) толщиной 380 мкм под воздействием ультракоротких лазерных импульсов (длительность – 150 фс) среднего инфракрасного диапазона (4.0–5.4 мкм) с варьируемой плотностью энергии и экспозицией. Для данного спектрального диапазона были измерены пороговые значения поверхностной плотности энергии для аморфизации кремния. Была установлена зависимость объемной доли и толщины аморфной фазы материала от поверхностной плотности энергии и количества импульсов лазерного излучения для длины волны 5000 нм.

References

  1. D. A. Belforte, PhotonicsViews 17, 35 (2020).
  2. D. B¨auerle, Laser Processing and Chemistry, Springer, Berlin, Heidelberg (2011).
  3. А.А. Ионин, С. И. Кудряшов, Л. В. Селезнев, Д. В. Синицын, А. Ф. Бункин, В. Н. Леднев, С.М. Першин, ЖЭТФ 143, 403 (2013).
  4. J. Bonse, H. Sturm, D. Schmidt, and W. Kautek, Appl. Phys. A 71, 657 (2000).
  5. R. Yen, J. M. Liu, H. Kurz, and N. Bloembergen, Appl. Phys. A 27, 153 (1982).
  6. J. Bonse, S. Baudach, J. Kruger, W. Kautek, and M. Lenzner, Appl. Phys. A 74, 19 (2002).
  7. J. Siegel, A. Schropp, J. Solis, C. N. Afonso, and M. Wuttig, Appl. Phys. Lett. 84, 2250 (2004).
  8. M. Wuttig and N. Yamada, Nature Mater 6, 824 (2007).
  9. F. Priolo, T. Gregorkiewicz, M. Galli, and T. F. Krauss, Nature Nanotech. 9, 19 (2014).
  10. M. Notomi, Rep. Prog. Phys. 73, 096501 (2010).
  11. Y. Siegal, E. N. Glezer, L. Huang, and E. Mazur, Annu. Rev. Mater. Res. 25, 223 (1995).
  12. A. Rousse, C. Rischel, S. Fourmaux, I. Uschmann, S. Sebban, G. Grillon, P. Balcou, E. Forster, J. P. Geindre, P. Audebert, J. C. Gauthier, and D. Hulin, Nature 410, 65 (2001).
  13. J. Bonse, S. M. Wiggins, and J. Solis, Appl. Phys. A 80, 243 (2005).
  14. T. Zier, E. S. Zijlstra, and M. E. Garcia, Appl. Phys. A 117, 1 (2014).
  15. P. Stampfli and K. H. Bennemann, Phys. Rev. B 42, 7163 (1990).
  16. K. Sokolowski-Tinten and D. von der Linde, Phys. Rev. B 61, 2643 (2000).
  17. J. Bonse, A. Rosenfeld, and J. Kruger, Applied Surface Science 257, 5420 (2011).
  18. P. Lorazo, L. J. Lewis, and M. Meunier, Phys. Rev. B 73, 134108 (2006).
  19. M. V. Shugaev, M. He, Y. Levy, A. Mazzi, A. Miotello, N. M. Bulgakova, and L. V. Zhigilei, in Handbook of Laser Microand Nano-Engineering, ed. by K. Sugioka, Springer International Publishing, Cham (2020), p. 1.
  20. A. G. Cullis, N. G. Chew, H. C. Webber, and D. J. Smith, J. Cryst. Growth 68, 624 (1984).
  21. Е. И. Штырков, И. Б. Хайбуллин, М. М. Зарипов, М. Ф. Галятудинов, Р. М. Баязитов, Физика и техника полупроводников 9, 2000 (1975).
  22. A. L. Robinson, Science 226, 329 (1984).
  23. M. O. Thompson, G. J. Galvin, J. W. Mayer, P. S. Peercy, J. M. Poate, D. C. Jacobson, A. G. Cullis, and N. G. Chew, Phys. Rev. Lett. 52, 2360 (1984).
  24. M. Garcia-Lechuga, N. Casquero, J. Siegel, J. Solis, R. Clady, A. Wang, O. Ut´eza, and D. Grojo, Laser Photonics Rev. 18, 2301327 (2024).
  25. S. Adachi, Optical Constants of Crystalline and Amorphous Semiconductors, Springer US, Boston, MA (1999).
  26. M. Garcia-Lechuga, N. Casquero, A. Wang, D. Grojo, and J. Siegel, Adv. Opt. Mater. 9, 2100400 (2021).
  27. J. Bonse, Appl. Phys. A 84, 63 (2006).
  28. C. Florian, D. Fischer, K. Freiberg, M. Duwe, M. Sahre, S. Schneider, A. Hertwig, J. Kruger, M. Rettenmayr, U. Beck, A. Undisz, and J. Bonse, Materials 14, 1651 (2021).
  29. M. Garcia-Lechuga and D. Grojo, Open Res. Eur. 1, 7 (2021).
  30. S. I. Kudryashov, T. Pflug, N. I. Busleev, M. Olbrich, A. Horn, M. S. Kovalev, and N. G. Stsepuro, Opt. Mater. Express 11, 1 (2021).
  31. R. Tsu, J. Gonzalez-Hernandez, S. S. Chao, S. C. Lee, and K. Tanaka, Appl. Phys. Lett. 40, 534 (1982).
  32. D. M. Zhigunov, G. N. Kamaev, P. K. Kashkarov, and V. A. Volodin, Appl. Phys. Lett. 113, 023101 (2018).
  33. I. D. Wolf, Semicond. Sci. Technol. 11, 139 (1996).
  34. C. Smit, R. A. C. M. M. van Swaaij, H. Donker, A. M. H. N. Petit, W. M. M. Kessels, and M. C. M. van de Sanden, J. Appl. Phys. 94, 3582 (2003).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Российская академия наук

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).