Аннотация:
Прецизионное наноструктурирование тонких пленок является важной задачей в производстве современных элементов оптоэлектроники и фотоники. Прямая запись лазерно-индуцированных периодических поверхностных структур (ЛИППС) является перспективным инструментом для прямого субволнового наноструктурирования. Недавние исследования показывают, что динамика формирования ЛИППС существенно изменяется, если пленка является оптически тонкой. В этой работе представлена комплексная аналитическая модель, призванная сократить разрыв между ожидаемой динамикой электромагнитных полей во время формирования ЛИППС и экспериментально получаемыми результатами наноструктурирования. Феноменологическая модель распространения поверхностной электромагнитной волны (ПЭВ) на границе раздела пленка–подложка иллюстрирует механизм формирования ЛИППС с использованием периодического распределения концентрации энергии ПЭВ. Рассчитаны характеристики ПЭВ в зависимости от толщины металлической пленки, а также показана положительная обратная связь между локальной толщиной растущего оксидного слоя и концентрацией энергии ПЭВ. Изменения в механизмах формирования ЛИППС подтверждены экспериментально на пленках титана различной толщины. Эти результаты проясняют внутренние физические механизмы формирования ЛИППС на тонких металлических пленках и расширяют возможности применения ЛИППС для наноструктурирования.
Полный текст:
PDF файл (1208 kB)