本文關(guān)鍵詞：飛秒激光在金屬表面誘導(dǎo)高空間波數(shù)周期條紋結(jié)構(gòu)的研究

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【摘要】：激光誘導(dǎo)材料表面周期條紋結(jié)構(gòu)因具有多種潛在的應(yīng)用價(jià)值(如制備光柵、彩色金屬、仿生材料表面等)而受到廣泛的關(guān)注。特別是隨著飛秒激光的出現(xiàn),材料表面在激光的誘導(dǎo)下不僅形成低空間波數(shù)周期條紋結(jié)構(gòu)(0.5(43)/?),而且還形成遠(yuǎn)小于入射激光波長(zhǎng)的高空間波數(shù)周期條紋結(jié)構(gòu)((43)/?0.5)。一方面,雖然許多理論開始用于解釋高空間波數(shù)周期條紋結(jié)構(gòu)的形成,但是有關(guān)其形成機(jī)理仍然存在很大爭(zhēng)議。另一方面,金屬比半導(dǎo)體和電介質(zhì)材料表面更難形成高空間波數(shù)周期條紋結(jié)構(gòu)的原因仍不夠清楚。因此研究金屬表面高空間波數(shù)周期條紋結(jié)構(gòu)的形成機(jī)理具有非常重要的意義。本文主要介紹了800 nm的飛秒激光在不同的實(shí)驗(yàn)環(huán)境下誘導(dǎo)高純度的鐵膜、鐵、鈦、鎳、銅和鋁表面的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。發(fā)現(xiàn)所有金屬表面都形成低空間波數(shù)周期條紋結(jié)構(gòu),但是只有鐵和鈦表面有高空間波數(shù)周期條紋結(jié)構(gòu)形成。且鐵膜表面形成周期為150-230 nm的高空間波數(shù)周期條紋結(jié)構(gòu),鐵塊表面形成周期為230 nm的高空間波數(shù)周期條紋結(jié)構(gòu)。鈦表面同時(shí)形成垂直激光偏振方向(220-340 nm)和平行激光偏振方向(100±10 nm)的高空間波數(shù)周期條紋結(jié)構(gòu)。結(jié)合二次諧波、表面等離子體和Sipe理論對(duì)實(shí)驗(yàn)中不同金屬表面各種周期條紋的形成進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)金屬和表面氧化層交界面上形成的等離子體在周期條紋結(jié)構(gòu)的形成中起著關(guān)鍵的作用。結(jié)合材料的光學(xué)、熱學(xué)參數(shù)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,發(fā)現(xiàn)熱擴(kuò)散率和反射率越低的材料表面更容易形成高空間波數(shù)周期條紋結(jié)構(gòu)。通過在不同金屬表面制備高空間波數(shù)周期條紋結(jié)構(gòu)的研究,不僅有利于分析不同材料(半導(dǎo)體、電介質(zhì)和金屬)表面周期條紋結(jié)構(gòu)的形成規(guī)律和機(jī)理,而且有利于制備更好的結(jié)構(gòu)功能性器件。
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TG178;TN249

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本文編號(hào)：1266724