Sinkhronnoe detektirovanie nelineynykh yavleniy v optoakusticheskikh ostsillyatsiyakh nanoplenki, initsiirovannykh femtosekundnym lazernym impul'som

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Для развития микроэлектроники существенное значение имеют исследования физики индуцированных лазером сверхбыстрых процессов в тонких пленках. К таким процессам относятся: нагрев электронной подсистемы, релаксация и транспорт поглощенной энергии, а также генерация и распространение пикосекундных акустических волн. В этой связи в работе изучена динамика изменения дифференциального коэффициента отражения ΔR(t)/R0 пленки никеля (Ni) толщиной 73 нм на подложке из стекла. Измерения выполнены в схеме “возбуждение–зондирование” (pump-probe) с синхронным детектированием сигнала ΔR(t)/R0. За счет увеличения периода следования tcool последовательности нагревающих (возбуждающих) импульсов достигнуты высокие значения поглощенного флюенса до 11 мДж/см2. Увеличение tcool позволяет лучше охлаждать пленку после нагревающего воздействия. В результате получены рекордные значения температур (Te ≈ 3, Ti ≈ 1 кК) и напряжений (до 7 ГПа). В литературе отсутствуют данные при таких высоких температурах и давлениях. Именно при этих повышенных значениях удается заметить влияние нелинейных эффектов – впервые в опытах с синхронным детектированием.

References

  1. Carolyn A. Paddock and Gary L. Eesley, J. Appl. Phys. 60(1), 285 (1986).
  2. C. Thomsen, H. T. Grahn, H. J. Maris, and J. Tauc, Phys. Rev. B 34, 4129 (1986).
  3. S.-S. Wellershoff, J. Hohlfeld, J. Guedde, and E. Matthias, Appl. Phys. A 69 (Suppl 1), S99 (1999).
  4. N. Del Fatti, C. Voisin, M. Achermann, S. Tzortzakis, D. Christofilos, and F. Vall´ee, Phys. Rev. B 61, 16956 (2000).
  5. А.А. Мельников, О. В. Мисочко, С. В. Чекалин, Письмв в ЖЭТФ 89 148 (2009).
  6. I. Razdolski, D. Makarov, O. G. Schmidt, A. Kirilyuk, T. Rasing, and V. V. Temnov, ACS Photonics 3(2), 179 (2016).
  7. O. Matsuda, M. C. Larciprete, R. Li Voti, and O. B. Wright, Ultrasonics 56, 3 (2015).
  8. C. Thomsen, J. Strait, Z. Vardeny, H. J. Maris, J. Tauc, and J. J. Hauser, Phys. Rev. Lett. 53, 989 (1984).
  9. S. Edward, H. Zhang, I. Setija, V. Verrina, A. Antoncecchi, S. Witte, and P. Planken, Phys. Rev. Appl. 14, 014015 (2020).
  10. H. Zhang, A. Antoncecchi, S. Edward, I. Setija, P. Planken, and S. Witte, Phys. Rev. Appl. 13, 014010 (2020).
  11. C. Thomsen, H. T. Grahn, H. J. Maris, and J. Tauc, Opt. Commun. 60(1), 55 (1986).
  12. V. E. Gusev and P. Ruello, Appl. Phys. Rev. 5(3), 031101 (2018).
  13. A. Devos and R. Cˆote, Phys. Rev. B 70, 125208 (2004).
  14. J. D. G. Greener, E. de Lima Savi, A. V. Akimov, S. Raetz, Z. Kudrynskyi, Z. D. Kovalyuk, N. Chigarev, A. Kent, A. Patan´e, and V. Gusev, ACS Nano 13(10), 11530 (2019).
  15. L. M. Barker and R. E. Hollenbach, J. Appl. Phys. 43(11), 4669 (1972).
  16. G. I. Kanel, S. V. Razorenov, and V. E. Fortov, ShockWave Phenomena and the Properties of Condensed Matter, Springer-Verlag New York, Inc. (2004).
  17. E. B. Zaretsky and G. I. Kanel, J. Appl. Phys. 110(7), 073502 (2011).
  18. P. Tengdin, W. You, C. Chen, X. Shi, D. Zusin, Y. Zhang, C. Gentry, A. Blonsky, M. Keller, P. M. Oppeneer, H.C. Kapteyn, Zh. Tao, and M. M. Murnane. Sci. Adv. 4 1 (2018).
  19. V. V. Temnov, I. Razdolski, T. Pezeril, D. Makarov, D. Seletskiy, A. Melnikov, and K. A. Nelson, J. Opt. 18(9), 093002 (2016).
  20. J. M. Klopf A. P. Caffrey, P. E. Hopkins, and P. M. Norris, Microscale Thermophysical Engineering 9(4), 365 (2005).
  21. P. E. Hopkins, J. M. Klopf, and P. M. Norris, Appl. Opt. 46(11), 2076 (2007).
  22. S. I. Ashitkov, N. A. Inogamov, P. S. Komarov, Yu. V. Petrov, S. A. Romashevskiy, D. S. Sitnikov, E. V. Struleva, and V. A. Khokhlov, High Temperature 60(2), 192 (2022).
  23. N. A. Inogamov, V. A. Khokhlov, S. A. Romashevskiy, Yu. V. Petrov, V. V. Zhakhovsky, and S. I. Ashitkov, JETP Lett. 117, 104 (2023).
  24. Н. А. Иногамов, В. А. Хохлов, С. А. Ромашевский, Ю. В. Петров, М. А. Овчинников, С. И. Ашитков, ЖЭТФ 165(2), 165 (2024).
  25. N. A. Inogamov, V. V. Zhakhovsky, S. I. Ashitkov, V. A. Khokhlov, V. V. Shepelev, P. S. Komarov, A. V. Ovchinnikov, D. S. Sitnikov, Yu. V. Petrov, M. B. Agranat, S. I. Anisimov, and V. E. Fortov, Contrib. Plasma Phys. 51(4), 367 (2011).
  26. D. P. Blair and P. H. Sydenham, J. Phys. E. 8(8), 621 (1975).
  27. M.A˙ . Ordal, R. J. Bell, R. W. Alexander, L. L. Long, and M. R. Querry, Appl. Opt. 26(4), 744 (1987).
  28. V. E. Gusev and A. A. Karabutov, Laser Optoacoustics, AIP press, American Institute of Physics, N.Y. (1993).
  29. N. A. Inogamov, V. V. Zhakhovskii, S. I. Ashitkov, Yu. V. Petrov, M. B. Agranat, S. I. Anisimov, K. Nishihara, and V. E. Fortov, JETP 107(1), 1 (2008).
  30. H. Kempf, P. Sulzer, A. Liehl, A. Leitenstorfer, and R. Tenne, Commun Phys. 6, 145 (2023).
  31. F. Akhmetov, I. Milov, S. Semin, F. Formisano, N. Medvedev, J. M. Sturm, V. V. Zhakhovsky, I. A. Makhotkin, A. Kimel, and M. Ackermann, Vacuum, 212 112045 (2023).
  32. Yu. V. Petrov and N. A. Inogamov, JETP Lett. 98(5), 278 (2013).
  33. N. A. Inogamov, Yu. V. Petrov, S. I. Anisimov, A. M. Oparin, N. V. Shaposhnikov, D. von der Linde, and J. Meyer-ter Vehn, JETP Lett. 69, 310 (1999).
  34. С. И. Анисимов, Н.А. Иногамов, A.M. Опарин, Известия АН, Механика жидкости и газа 6, 149 (1999).
  35. S. I. Ashitkov, M. B. Agranat, G. I. Kanel’, P. S. Komarov, and V. E. Fortov, JETP Lett. 92(8), 516 (2010).
  36. V. V. Zhakhovskii and N. A. Inogamov, JETP Lett. 92(8), 521 (2010).
  37. X. W. Wang, A. A. Kuchmizhak, X. Li, S. Juodkazis, O. B. Vitrik, Yu. N. Kulchin, V. V. Zhakhovsky, P. A. Danilov, A. A. Ionin, S. I. Kudryashov, A. A. Rudenko, and N. A. Inogamov, Phys. Rev. Appl. 8(4), 044016 (2017).
  38. S. A. Romashevskiy, V. A. Khokhlov, S. I. Ashitkov, V. V. Zhakhovsky, N. A. Inogamov, P. S. Komarov, A. N. Parshikov, Yu. V. Petrov, E. V. Struleva, and P. A. Tsygankov, JETP Lett. 113, 308 (2021).
  39. A. A. Ionin, S. I. Kudryashov, L. V. Seleznev, and D. V. Sinitsyn, JETP Lett. 94, 753 (2012).
  40. V. V. Zhakhovskii, K. Nishihara, S. I. Anisimov, and N. A. Inogamov, JETP Lett. 71(4), 167 (2000).
  41. A. A. Ionin, S. I. Kudryashov, L. V. Seleznev, D. V. Sinitsyn, V. N. Lednev, and S. M. Pershin, JETP 121, 737 (2015).
  42. A. A. Ionin and S. I. Kudryashov, JETP Lett. 104, 573 (2016).
  43. S. I. Kudryashov and A. A. Ionin,Int. J. Heat Mass Transf. 99, 383 (2016).
  44. V. V. Shepelev, Yu. V. Petrov, N. A. Inogamov, V. V. Zhakhovsky, E. A. Perov, and S. V. Fortova, Optics and Laser Technology 152, 108100 (2022).
  45. S. I. Anisimov, V. V. Zhakhovsky, N. A. Inogamov, K. P. Migdal, Yu.V. Petrov, and V. A. Khokhlov, JETP 129(4), 757 (2019).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Российская академия наук

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».