Неустойчивость Плато–Рэлея как затравочный процесс самоорганизации фотонного кристалла на поверхности кристаллического кремния в фемтосекундном лазерном поле

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Многоимпульсная экспозиция поверхности (111) кристаллического кремния в режиме сканирования сильнофокусированным фемтосекундным лазерным излучением инфракрасного диапазона (длина волны – 1.95 мкм) формирует вдоль или поперек облученной области – в зависимости от взаимной ориентации скорости движения и поляризации излучения – аномальные (параллельные поляризации излучения) нанорешетки из штрихов рельефа с периодом около 0.4 мкм. При более высоких плотностях энергии или экспозициях штрихи трансформируются по механизму Плато–Рэлея в периодические линейные последовательности отвердевших нанокапель (нанопичков) с периодом около 0.7 мкм. При дальнейшем небольшом увеличении плотности энергии излучения или экспозиции ближнепольное рассеяние ИК-лазерного излучения на линиях из нанопичков с участием поверхностных плазмонов формирует слегка вытянутый вдоль направления лазерной поляризации двумерный фотонный кристалл из плотноупакованных нанопичков с субволновыми размерами ячейки.

Об авторах

С. И. Кудряшов

Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН

Email: kudryashovsi@lebedev.ru
Москва, Россия

Н. А. Смирнов

Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН

Москва, Россия

Н. И. Буслеев

Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН

Москва, Россия

П. П. Пахольчук

Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН

Москва, Россия

М. С. Ковалев

Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН

Москва, Россия

М. А. Тархов

Институт нанотехнологий микроэлектроники РАН

Москва, Россия

Г. Х. Султанова

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт” – Технологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов

Москва, Россия

И. В. Красногоров

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт” – Технологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов

Москва, Россия

Список литературы

  1. M. Birnbaum, J. Appl. Phys. 36(11), 3688 (1965).
  2. J. E. Sipe, J. F. Young, J. S. Preston, and H. M. van Driel, Phys. Rev. B 27(2), 1141(1983).
  3. С. А. Ахманов, В. И. Емельянов, Н.И. Коротеев, В. Н. Семиногов, Успехи физических наук 147(12), 675 (1985).
  4. J. Bonse, J. Kruger, S. Hohm, and A. Rosenfeld, Journal of Laser Applications 24(4), 042006 (2012).
  5. А. А. Ионин, С. И. Кудряшов, Л. В. Селезнев, Д.В. Синицын, В.И. Емельянов, Письма в ЖЭТФ 97(3), 139 (2013).
  6. S. I. Kudryashov, L. V. Nguyen, D. A. Kirilenko et al. (Collaboration), ACS Applied Nano Materials 1(6), 2461 (2018).
  7. I. G. Bessonova, P. I. Trofimov, P. I. Lazarenko, D. A. Kirilenko, N. A. Bert, S. A. Kozyukhin, and I. S. Sinev, J. Phys. Conf. Ser. 2086(1), 012170 (2021).
  8. J. Bonse and S. Graf, Laser Photonics Rev. 14(10), 2000215 (2020).
  9. A. A. Ionin, S. I. Kudryashov, S. V. Makarov, L. V. Seleznev, D. V. Sinitsyn, A. E. Ligachev, and Y. R. Kolobov, Laser Phys. Lett. 10(5), 056004 (2013).
  10. Д. Бэтчелор, Введение в динамику жидкости, Регулярная и хаотическая динамика, М. (2004).
  11. N. A. Roberts, J. D. Fowlkes, K. Mahady, S. Afkhami, L. Kondic, and P. D. Rack, ACS Appl. Mater. Interfaces 5(10), 4450 (2013).
  12. Y. Wu, N. Dong, S. Fu, J. D. Fowlkes, L. Kondic, M. A. Vincenti, D. De Ceglia, and P. D. Rack, ACS Appl. Mater. Interfaces 6(8),5835 (2014).
  13. C. A. Hartnett, I. Seric, K. Mahady, L. Kondic, S. Afkhami, J. D. Fowlkes, and P. D. Rack, Langmuir 33(33), 8123 (2017).
  14. J. Koch, F. Korte, T. Bauer, C. Fallnich, A. Ostendorf, and B. N. Chichkov, Appl. Phys. A 81, 325 (2005).
  15. В. И. Емельянов, Д. А. Заярный, А. А. Ионин, И. В. Киселева, С. И. Кудряшов, С. В. Макаров, Ч. Т. Нгуен, А. А. Руденко, Письма в ЖЭТФ 99(9), 601 (2014).
  16. 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).
  17. В. И. Емельянов, П.А. Данилов, Д. А. Заярный, А. А. Ионин, С. И. Кудряшов, С. В. Макаров, А. А. Руденко, Д. И. Шикунов, В. И. Юровских, Письма в ЖЭТФ 100(3), 163 (2014).
  18. Y. Borodaenko, D. Pavlov, A. Cherepakhin et al. (Collaboration), Advanced Materials Technologies 9(8), 2301567 (2024).
  19. A. Borowiec and H. K. Haugen, Appl. Phys. Lett. 82(25), 4462 (2003).
  20. S. I. Kudryashov, T. Pflug, N. I. Busleev, M. Olbrich, A. Horn, M. S. Kovalev, and N. G. Stsepuro, Opt. Mater. Express 11(1), 1 (2020).
  21. S. I. Kudryashov, A. A. Nastulyavichus, I. N. Saraeva, A. A. Rudenko, D. A. Zayarny, and A. A. Ionin, Applied Surface Science 519, 146204 (2020).
  22. P. G. De Gennes, F. Brochard-Wyart, and D. Quere, Capillarity and wetting phenomena: drops, bubbles, pearls, waves, Springer Science & Business Media, N.Y. (2003).
  23. М. Е. Степанов, С. А. Хоркина, А.И. Аржанов, А. В. Карабулин, В. И. Матюшенко, А.В. Наумов, Письма в ЖЭТФ 120(4), 231 (2024).
  24. Н. А. Иногамов, Ю. В. Петров, В. А. Хохлов, В. В. Жаховский, Теплофизика высоких температур 58(4), 689 (2020).
  25. В. П. Вейко, Ю. Ю. Карлагина, В. В. Романов, Р. М. Яцук, Е. Е. Егорова, Е. А. Зерницкая, А. И. Яременко, Г. Н. Черненко, С. Г. Горный, Г. В. Одинцова, Фотоника 14(5), 462 (2020).
  26. Н. А. Иногамов, В. В. Жаховский, В. А. Хохлов, Письма в ЖЭТФ 115(1), 20 (2022).
  27. Д. А. Кочуев, А. С. Черников, Д. В. Абрамов, А. А. Вознесенская, Р. В. Чкалов, К. С. Хорьков, Журнал технической физики 93(4), 473 (2023).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

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».