研究目的
研究对硅进行受控强激发,以实现亚纳米精度的材料加工。
研究成果
该研究表明,利用飞秒极紫外脉冲可实现亚纳米级精度的材料加工,且烧蚀过程中的冷却作用能抑制不良的流体动力学运动。这种方法对下一代纳米器件可能至关重要。
研究不足
该研究受限于当前X射线光学技术将光束聚焦至亚纳米尺度的能力,以及对如此小尺度下能量传输机制的认知水平。
1:实验设计与方法选择:
实验采用SACLA自由电子激光器产生的单飞秒极紫外脉冲聚焦照射硅基底以形成凹坑。研究方法包括运用XTANT代码进行理论建模,以理解损伤形成的物理机制。
2:样品选择与数据来源:
使用p型掺杂(晶向(100)、电阻率0.02~30Ω·cm)的单晶硅基底。通过微分干涉对比显微镜(DIC)、激光扫描显微镜(LSM)和原子力显微镜(AFM)分析表面改性情况。
3:0)、电阻率02~30Ω·cm)的单晶硅基底。通过微分干涉对比显微镜(DIC)、激光扫描显微镜(LSM)和原子力显微镜(AFM)分析表面改性情况。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:SACLA自由电子激光器、Kirkpatrick-Baez(K-B)反射镜、锆和硅的薄膜滤光片、X射线电荷耦合器件(CCD)相机、气体强度监测器(GIM)、原子力显微镜(AFM)。
4:实验流程与操作步骤:
将激光光斑聚焦于硅基底,通过薄膜滤光片调节脉冲能量。逐脉冲监测脉冲能量。采用显微技术研究形成的凹坑。
5:数据分析方法:
分析凹坑深度随激光注量的变化关系,并与XTANT代码模拟结果对比以理解损伤机制。
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获取完整内容-
SACLA free-electron laser
Generating femtosecond extreme ultraviolet pulses for material processing.
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Kirkpatrick–Baez (K–B) mirror
Focusing the SXFEL pulse onto the target.
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X-ray charge-coupled device (CCD) camera
Evaluating the pulse energy on the target surface.
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Atomic force microscope (AFM)
Investigating the produced silicon craters.
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