飞秒激光参数对硅表面微结构影响的研究.pdf

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1、第!"卷!第#期光!学!仪!器5678!"!/68#$%&'年&%月()*+,-.+/0*1234/*0(9:6;<=!$%&'!!文章编号"&%%#>#'!%#$%&'$%#>%I%$>%#飞秒激光参数对硅表面微结构影响的研究罗!坤&!$!陈向前&!$!彭!滟&!$!朱亦鸣&!$#&8上海理工大学上海市现代光学系统重点实验室!上海!$%%%@!%$8上海理工大学光电信息与计算机工程学院!上海!$%%%@!$摘要!为了制备出表面具有准规则排列的微米量级锥形尖峰结构的黑硅材料!在0a'气体氛围中!用一定能量密度的飞秒脉冲激光照射单晶硅片表面%针对激光通量和激光峰值功率这两个参量分别进行实验!具体

2、分析了&#OJ和&!%OJ脉冲宽度的飞秒激光脉冲作用下硅表面微结构的形成!不同实验条件下制备出的硅微纳结构也有明显的差异%研究表明!在同一背景气体下!激光的峰值功率对硅表面微结构的形成起着决定性的作用%关键词!表面微结构&黑硅&脉冲宽度&激光峰值功率中图分类号!(%I!?!文献标志码!-!!"#"&%8!@'@#N8CJJG8&%%#>#'!%8$%&'8%#8%%#;)(!5"+)?00++0')1"++0,)"10'"*!&%10/.0%L."60/)"1#&#'"*,#'/"21)/(')(/0&!$!A12-X$'()$'(&!$!:2-5!6'(&!$!41"6$V$()&!$#"

3、R!S%(#&80KBGHKBCY47<9:=C9B7BGP,6ASE:<=4GHCG<<=CGH!2GCQ<=JC:F6O0KBGHKBCO6=09C

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6、和研究也越来越普遍'在特定气体0a'条件下!硅材料表面在飞秒激光脉冲的作用下会生成一种表面呈黑色的比较特别的微纳*&+结构!能在表面产生这种微结构的硅材料称为黑硅'与通常的硅材料相比!这种黑硅表面具有尖峰形态!形状呈椭圆形!在性质以及形态方面都有很大不同!大大改善了这种材料对光辐射的吸收性质!尤其*$+对中红外波段以及近紫外线波段的光!其吸收的效率都超过了@%L'黑硅这种新材料的产生!使其在收稿日期!$%&'>%$>$#基金项目!国家重大仪器专项#$%&&dk&#%%$&($%&$dk&#%%@$%#$%上海市教育委员会上海市教育发展基金会3晨光计划4#&$,T#I$作者简介!罗坤#&@@&&

7、$!男!硕士研究生!主要从事太赫兹技术方面的研究'4>ABC7"7E6VEG0:B6!&'!896A通信作者!彭滟#&@"$&$!女!副教授!主要从事太赫兹技术方面的研究'4>ABC7"S"+光伏电池以及光电探测等方面得到了广泛的应用'目前!大量研究表明!激光的能量(脉冲的数目以及激光