使用超短脉冲激光在4H-SiC晶体上定制激光诱导周期性表面结构的机制
Erxi Wang1, Chong Shan1,2, Xiaohui Zhao1
1Shanghai Institute of Laser Plasma, China Academy of Engineering Physics, 1129 Chenjiashan Road, Shanghai 201800, China.
Nanomaterials (Basel, Switzerland)
|September 26, 2025
概括
激光诱导周期性表面结构 (LIPSS) 在N-doped和高纯度碳化 (SiC) 上形成的不同. N-doped SiC显示LIPSS的增长速度更快,为精确的表面结构提供了洞察力.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 激光物理 激光物理
- 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) 对于改变材料表面至关重要.
- 了解不同半导体基板上的LIPSS形成机制对于先进的应用至关重要.
- 碳化 (SiC) 是高功率电子和光电子的关键材料.
研究的目的:
- 通过使用femtosecond-picosecond激光器对N-doped4H-SiC (N-SiC) 和高纯度4H-SiC (HP-SiC) 进行LIPSS特征的研究.
- 系统地分析激光参数对LIPSS方向,尺寸和形态学的影响.
- 在不同的SiC晶体类型上阐明各种LIPSS形成背后的物理机制.
主要方法:
- 在N-SiC和HP-SiC上制造LIPSS,使用femtosecond-picosecond激光照射.
- 系统地改变激光参数 (例如脉冲数,流动度) 以研究其影响.
- 使用显微镜和相关技术分析LIPSS形态,尺寸和方向.
- 研究光热吸收和电场调制差异.
主要成果:
- 在相同的条件下,N-SiC和HP-SiC的LIPSS面积与激光脉冲的数量线性增加.
- 与HP-SiC相比,N-SiC的LIPSS增长系数更高.
- 不同的SiC晶体特性 (光热吸收,电场调制) 导致了不同的LIPSS形成结果.
结论:
- 该研究阐明了在N-SiC和HP-SiC上控制LIPSS形成的物理机制.
- 这些发现为控制不同4H-SiC基板上的LIPSS大小和方向提供了指导.
- 这项研究有助于精确的工程SiC表面的先进材料应用.
