Speaker
Description
Фемтосекундное лазерное абляционное удаление конденсированных веществ является одним из ключевых процессов в нано- и микромасштабной обработке поверхности материалов. Метод лазерной печати позволяет дешево и массово создавать наноструктуры на кремниевой основе. Однако, несмотря на перспективность этой технологии, фундаментальные процессы, лежащие в основе фемтосекундной лазерной абляции, до сих пор плохо изучены. На практике это может проявляться в виде случайных деформаций поверхностей пятен абляции.
В данной работе для исследования взаимодействия фемтосекундного лазерного импульса с кремнием используется метод молекулярной динамики в сочетании с двухтемпературной моделью [1,2]. Полученные результаты показывают, что ключевую роль в процессе абляции пленок кремния играет значительное изменение плотности при плавлении полупроводника. Построенная модель позволяет прогнозировать поведение пленок кремния при облучении фемтосекундным лазерным импульсом. Были получены пороговые энерговклады и профили давления в 2D и 3D постановках расчетов. Верификация модели проводилась на примере абляции объемного кремния. Рассчитанные для этого случая пороговые энерговклады показали хорошее согласие с имеющимися экспериментальным данными [3,4].
- Norman G. E. [et al.] Atomistic Modeling of Warm Dense Matter in the Two‐Temperature State //Contrib. Plasm. Physics. 2013. V. 53. № 2. P. 129-139.
- Pisarev V. V., Starikov S. V. Atomistic simulation of ion track formation in UO2 //Journal of Physics: Condens. Mat. 2014. V. 26. № 47. P. 475401.
- Bonse J. [et al.] Femtosecond laser ablation of silicon–modification thresholds and morphology //Appl. Phys. A. 2002. V. 74. P. 19-25.
- Pronko P. P. [et al.] Avalanche ionization and dielectric breakdown in silicon with ultrafast laser pulses //Phys. Rev. B. 1998. V. 58. № 5. P. 2387.
