研究目的
研究飞秒激光脉冲对CdZnTe材料烧蚀和表面结构化的影响，包括裂纹形成及激光诱导周期性表面结构（LIPSS）的产生。
研究成果
实验结果表明，在低激光能量密度下会产生裂纹和表面纹理等不同效应，而在较大能量密度时主要坑洞外围会形成周期性表面波纹。这些效应对于红外和辐射探测器的制造以及基于CdZnTe的探测器性能可能具有重要意义。
研究不足
本研究聚焦于样品表面的形貌与地形变化，而激光辐照和烧蚀所引发的、可能影响碲锌镉基辐射探测器整体性能的结构与化学成分缺陷，则不在本研究的考察范围内。
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飞秒激光脉冲对CdZnTe的激光烧蚀与结构化处理
DOI：10.1016/j.jmst.2020.01.059
期刊：Journal of Materials Science & Technology
出版年份：2020
更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要：
我们报道了在空气中利用飞秒钛宝石激光脉冲（波长λ～800 nm，脉宽～35 fs，重复频率10 Hz）对CdZnTe进行激光烧蚀及相关表面结构化的实验研究。通过采用不同静态辐照条件，估算了CdZnTe的烧蚀阈值和累积效应。值得注意的是，采用低激光能量密度（激光脉冲能量E～5-10 μJ）和较少脉冲数（5≤N≤50）的表面处理，在浅坑中心区域形成了清晰可见的裂纹，这可能与飞秒激光辐照后样品加热冷却过程中碲夹杂物与基体材料热膨胀系数的差异有关。当使用更多脉冲数（N～500, 1000）和更高脉冲能量（E～30-50 μJ）辐照时，在主坑外围区域（局部能量密度远低于材料烧蚀阈值）形成了清晰的激光诱导周期性表面结构（LIPSS）。根据辐照条件不同，既可同时观察到垂直于激光偏振方向的低频和高频LIPSS，也可单独观察到其中一种。这些现象归因于在低于烧蚀阈值的能量密度区域，经过多次激光脉冲辐照后，深坑区域产生的随机分布纳米颗粒逐步聚集的过程。
作者：
J.J.J. Nivas，E. Allahyari，A. Vecchione，Q. Hao，S. Amoruso，X. Wang
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