激光脉冲持续时间对激光诱导周期性纳米结构形成动态的影响
Optics express
|April 4, 2024
概括
SiC上的激光诱导周期性表面结构 (LIPSS) 从纳米粒子粗演变为两种不同的LIPSS类型,脉冲数增加. 保持结晶性对于结构转变至关重要,与导致多晶的较长脉冲持续时间不同.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 激光与材料的相互作用
- 表面工程是什么?表面工程是什么?
背景情况:
- 激光诱导的周期性表面结构 (LIPSS) 对于先进的材料加工至关重要.
- 了解LIPSS形成动态是控制表面特性的关键.
研究的目的:
- 为了研究LIPSS在SiC基板上的形成动态.
- 分析脉冲数和持续时间对LIPSS形态学的影响.
- 确定结晶性在结构演变中的作用.
主要方法:
- 用不同的激光脉冲数和持续时间对SiC基板进行辐射.
- 表面形态和结构演变的微观分析.
- 辐射区域的结晶性评估.
主要成果:
- 观察到两个不同的LIPSS形成阶段:纳米粒子粗到LIPSS (周期~波长),然后到LIPSS (周期<半波长).
- 脉冲数显著影响结构构成之间的过渡.
- 维持基质结晶性对于LIPSS的形成和进化至关重要.
- 较长的脉冲持续时间 (>亚纳秒) 会导致多晶化,抑制LIPSS的形成和过渡 (LSFL到HSFL).
结论:
- 随着激光脉冲数量的增加,SiC表面结构可预测地演变.
- 脉冲持续时间通过影响基质结晶性,对LIPSS形成产生关键影响.
- 控制的激光参数是必要的,以便在SiC上实现所需的LIPSS形态.


