研究目的
通过液相飞秒激光加工工程化晶体硅表面,实现分级微纳结构与非晶化。
研究成果
通过调节激光加工参数,在乙醇中进行飞秒激光辐照可在晶体硅表面诱导出多种微/纳结构,包括类椭圆光滑结构、珊瑚状结构、波纹状结构和波浪状结构。同时还能控制硅的非晶化,展现出在光电子学领域的潜在应用价值。
研究不足
该研究聚焦于飞秒激光在乙醇中对晶体硅的加工效应,且结果可能因不同材料或液体环境而异。非晶化与形貌变化对激光参数敏感,需精确控制。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用飞秒激光脉冲(800 nm,120 fs,1 kHz)照射浸没在乙醇中的晶体硅,探究激光脉冲能量及制备参数(扫描速度与叠加写入)对形貌与非晶化的影响。
2:样品选择与数据来源:
使用市售双面抛光的P型(硼掺杂)<100>晶向硅片作为基底。
3:实验设备与材料清单:
采用中心波长800 nm、脉宽120 fs、重复频率1 kHz的线偏振飞秒脉冲激光器(UpTek Solutions,型号:Phidia-c),激光束通过10倍物镜(NA=0.28,WD=34.0 mm)聚焦。
4:28,WD=0 mm)聚焦。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:通过λ/2波片与格兰-泰勒方解石偏振器组合调节激光脉冲能量,相邻写入圆环间距与写入速度由振镜扫描仪控制。
5:数据分析方法:
采用场发射扫描电子显微镜(SEM,日立S-4800)观察形貌与层级微纳结构,原子力显微镜(AFM)分析表面形貌,微区拉曼成像光谱仪(DXRxi)记录非晶化特征。
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field emission scanning electron microscope
S-4800
Hitachi
Investigation of morphology and hierarchical micro/nanostructure
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femtosecond pulse laser
Phidia-c
UpTek Solutions
Irradiation source for modifying silicon surface
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atomic force microscopy
SPA400
Investigation of topography
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micro Raman imaging spectrometer
DXRxi
Recording amorphization
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