Neustoychivost' Plato–Releya kak zatravochnyy protsess samoorganizatsii fotonnogo kristalla na poverkhnosti kristallicheskogo kremniya v femtosekundnom lazernom pole

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

Многоимпульсная экспозиция поверхности (111) кристаллического кремния в режиме сканирования сильнофокусированным фемтосекундным лазерным излучением инфракрасного диапазона (длина волны – 1.95 мкм) формирует вдоль или поперек облученной области – в зависимости от взаимной ориентации скорости движения и поляризации излучения – аномальные (параллельные поляризации излучения) нанорешетки из штрихов рельефа с периодом около 0.4 мкм. При более высоких плотностях энергии или экспозициях штрихи трансформируются по механизму Плато–Рэлея в периодические линейные последовательности отвердевших нанокапель (нанопичков) с периодом около 0.7 мкм. При дальнейшем небольшом увеличении плотности энергии излучения или экспозиции ближнепольное рассеяние ИК-лазерного излучения на линиях из нанопичков с участием поверхностных плазмонов формирует слегка вытянутый вдоль направления лазерной поляризации двумерный фотонный кристалл из плотноупакованных нанопичков с субволновыми размерами ячейки.

References

  1. M. Birnbaum, J. Appl. Phys. 36(11), 3688 (1965).
  2. J. E. Sipe, J. F. Young, J. S. Preston, and H. M. van Driel, Phys. Rev. B 27(2), 1141(1983).
  3. С. А. Ахманов, В. И. Емельянов, Н.И. Коротеев, В. Н. Семиногов, Успехи физических наук 147(12), 675 (1985).
  4. J. Bonse, J. Kruger, S. Hohm, and A. Rosenfeld, Journal of Laser Applications 24(4), 042006 (2012).
  5. А. А. Ионин, С. И. Кудряшов, Л. В. Селезнев, Д.В. Синицын, В.И. Емельянов, Письма в ЖЭТФ 97(3), 139 (2013).
  6. S. I. Kudryashov, L. V. Nguyen, D. A. Kirilenko et al. (Collaboration), ACS Applied Nano Materials 1(6), 2461 (2018).
  7. I. G. Bessonova, P. I. Trofimov, P. I. Lazarenko, D. A. Kirilenko, N. A. Bert, S. A. Kozyukhin, and I. S. Sinev, J. Phys. Conf. Ser. 2086(1), 012170 (2021).
  8. J. Bonse and S. Graf, Laser Photonics Rev. 14(10), 2000215 (2020).
  9. A. A. Ionin, S. I. Kudryashov, S. V. Makarov, L. V. Seleznev, D. V. Sinitsyn, A. E. Ligachev, and Y. R. Kolobov, Laser Phys. Lett. 10(5), 056004 (2013).
  10. Д. Бэтчелор, Введение в динамику жидкости, Регулярная и хаотическая динамика, М. (2004).
  11. N. A. Roberts, J. D. Fowlkes, K. Mahady, S. Afkhami, L. Kondic, and P. D. Rack, ACS Appl. Mater. Interfaces 5(10), 4450 (2013).
  12. Y. Wu, N. Dong, S. Fu, J. D. Fowlkes, L. Kondic, M. A. Vincenti, D. De Ceglia, and P. D. Rack, ACS Appl. Mater. Interfaces 6(8),5835 (2014).
  13. C. A. Hartnett, I. Seric, K. Mahady, L. Kondic, S. Afkhami, J. D. Fowlkes, and P. D. Rack, Langmuir 33(33), 8123 (2017).
  14. J. Koch, F. Korte, T. Bauer, C. Fallnich, A. Ostendorf, and B. N. Chichkov, Appl. Phys. A 81, 325 (2005).
  15. В. И. Емельянов, Д. А. Заярный, А. А. Ионин, И. В. Киселева, С. И. Кудряшов, С. В. Макаров, Ч. Т. Нгуен, А. А. Руденко, Письма в ЖЭТФ 99(9), 601 (2014).
  16. X. W. Wang, A. A. Kuchmizhak, X. Li, S. Juodkazis, O. B. Vitrik, Yu. N. Kulchin, V. V. Zhakhovsky, P. A. Danilov, A. A. Ionin, S. I. Kudryashov, A. A. Rudenko, and N. A. Inogamov, Phys. Rev. Appl. 8(4), 044016 (2017).
  17. В. И. Емельянов, П.А. Данилов, Д. А. Заярный, А. А. Ионин, С. И. Кудряшов, С. В. Макаров, А. А. Руденко, Д. И. Шикунов, В. И. Юровских, Письма в ЖЭТФ 100(3), 163 (2014).
  18. Y. Borodaenko, D. Pavlov, A. Cherepakhin et al. (Collaboration), Advanced Materials Technologies 9(8), 2301567 (2024).
  19. A. Borowiec and H. K. Haugen, Appl. Phys. Lett. 82(25), 4462 (2003).
  20. S. I. Kudryashov, T. Pflug, N. I. Busleev, M. Olbrich, A. Horn, M. S. Kovalev, and N. G. Stsepuro, Opt. Mater. Express 11(1), 1 (2020).
  21. S. I. Kudryashov, A. A. Nastulyavichus, I. N. Saraeva, A. A. Rudenko, D. A. Zayarny, and A. A. Ionin, Applied Surface Science 519, 146204 (2020).
  22. P. G. De Gennes, F. Brochard-Wyart, and D. Quere, Capillarity and wetting phenomena: drops, bubbles, pearls, waves, Springer Science & Business Media, N.Y. (2003).
  23. М. Е. Степанов, С. А. Хоркина, А.И. Аржанов, А. В. Карабулин, В. И. Матюшенко, А.В. Наумов, Письма в ЖЭТФ 120(4), 231 (2024).
  24. Н. А. Иногамов, Ю. В. Петров, В. А. Хохлов, В. В. Жаховский, Теплофизика высоких температур 58(4), 689 (2020).
  25. В. П. Вейко, Ю. Ю. Карлагина, В. В. Романов, Р. М. Яцук, Е. Е. Егорова, Е. А. Зерницкая, А. И. Яременко, Г. Н. Черненко, С. Г. Горный, Г. В. Одинцова, Фотоника 14(5), 462 (2020).
  26. Н. А. Иногамов, В. В. Жаховский, В. А. Хохлов, Письма в ЖЭТФ 115(1), 20 (2022).
  27. Д. А. Кочуев, А. С. Черников, Д. В. Абрамов, А. А. Вознесенская, Р. В. Чкалов, К. С. Хорьков, Журнал технической физики 93(4), 473 (2023).

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).