研究目的
为了检验和比较超硬无氢四面体非晶碳（ta-C）薄膜与氢化非晶碳（a-C:H）薄膜、氮化物薄膜以及玻璃碳板上飞秒激光诱导的周期性表面结构（LIPSS）、石墨化和膨胀现象。
研究成果
该研究表明，飞秒激光辐照会在非晶碳膜上诱导产生激光诱导周期表面结构（LIPSS）、石墨化及膨胀现象，在高能量密度下更会出现LIPSS周期与烧蚀速率急剧增加、结晶度突然劣化等独特行为。这些现象在无序碳材料中具有普遍性，为新型表面改性技术提供了潜在可能。
研究不足
该研究的局限性包括实验开展时的特定条件，例如仅使用单一激光波长和脉冲持续时间，这可能无法涵盖LIPSS形成与石墨化过程的所有可能情形。
1：实验设计与方法选择
研究采用飞秒激光脉冲辐照ta-C、a-C:H、TiN、CrN薄膜及玻璃碳板，观察LIPSS形成、石墨化及膨胀现象。方法包括固定光斑与扫描光斑辐照技术。
2：样品选择与数据来源
试样包含WC-Co基底上的ta-C薄膜、不锈钢板上的a-C:H、TiN和CrN薄膜以及玻璃碳板。测量了表面粗糙度、硬度等物理特性。
3：实验设备与材料清单
使用设备包括用于激光辐照的钛宝石啁啾脉冲放大系统、用于形貌分析的场发射扫描电镜(FE-SEM)和扫描探针显微镜(SPM)、以及用于结构分析的拉曼光谱仪。
4：实验流程与操作步骤
试样经线偏振800nm/180fs激光脉冲以不同能量密度和脉冲数辐照，通过扫描电镜、扫描探针显微镜和拉曼光谱分析表面改性。
5：数据分析方法
通过拉曼光谱测量LIPSS周期、烧蚀速率及结晶度变化，包括对D峰和G峰的分析。
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获取完整内容-
FE-SEM
JSM-7001FA
JEOL Ltd.
Used for examining morphological changes of the irradiated specimens.
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Raman spectroscopy
NRS-7100
JASCO Corporation
Used for analyzing the bonding structures of the ablated specimens.
-
Ti:sapphire chirped-pulse amplification system
Used for generating femtosecond laser pulses for irradiation experiments.
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SPM
Nanopics 2100
Seiko Instruments Inc.
Used for examining morphological changes of the irradiated specimens.
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