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物理学报  2011 

Silicon surface microstructures created by 1064 nm Nd: YAG nanosecond laser
1064nm纳秒脉冲激光诱导硅表面微结构研究

Keywords: nanosecond laser,microstructure of silicon,phase explosion,thermal stress
纳秒激光
,硅的微结构,相爆炸,热应力

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Abstract:

利用Nd:YAG纳秒激光(波长为1064nm)在不同气氛(空气、N2,真空)中对单晶硅进行累积脉冲辐照,研究了表面微结构的演化情况.在激光辐照的初始阶段,与532和355nm纳秒脉冲激光在硅表面诱导出波纹结构不同,1064nm脉冲激光诱导出了微孔结构和折断线结构,并且硅的晶面取向不同,相应的折断线结构也不同.对于Si(111)面,两条折线交角为120°或60°,形成网状;而对于Si(100)面,两条折断线正交,从而将表面分成了15—20μm的矩形块.结果表明,微孔结构的生长过程主要与相爆炸有关,而折断线的形成主要是热应力作用的结果.不同气氛对微结构形成的影响表明,刻蚀率和生长率与微结构的形成有密切的关系.

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