激光诱导周期结构中的薄膜厚度对无形Si薄膜的影响
Liye Xu1,2,3,4, Jiao Geng5,6, Liping Shi2,4,7
1College of Optical Science and Engineering, Zhejiang University, Hangzhou, 310058, China.
Frontiers of optoelectronics
|June 20, 2023
概括
五秒激光氧化在无形薄膜上产生周期性纳米结构. 结构周期性取决于薄膜厚度,较厚的薄膜显示激光波长类周期对基板不敏感.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 激光物理 激光物理
背景情况:
- 无形薄膜对于微电子和光子学至关重要.
- 控制纳米结构的形成是先进材料性能的关键.
研究的目的:
- 在无形薄膜上研究自我组织的周期纳米结构.
- 确定薄膜厚度和基板对纳米结构周期性的影响.
- 阐明纳米结构形成的潜在物理机制.
主要方法:
- 五秒激光诱导无形薄膜的氧化.
- 薄膜厚度 (50nm和200nm) 的系统变化.
- 使用多种不同的基板材料.
- 有限差异时间域 (FDTD) 数值模拟.
主要成果:
- 在无形上实现了自我组织的周期纳米结构.
- 对于200nm片,周期性与激光波长相匹配,并且对基板不敏感.
- 对于50nm的薄膜,周期性比激光波长短,并且依赖于基板.
- 厚薄膜显示纳米结构形成由准圆柱形波浪主导.
- 薄膜显示出源于板状波导模式的纳米结构形成.
结论:
- 薄膜厚度是控制纳米结构周期性和形成机制的关键参数.
- 激光诱导的氧化为在无形上量身定制的纳米结构制造提供了一条途径.
- 数字模拟证实了实验观察结果,验证了拟议的物理模型.
