Выпуски МФиНТ »  Том 41, выпуск 12

Условия формирования и морфология наноразмерных особенностей на поверхностях металлов и сплавов при фемтосекундной лазерной обработке

И. М. Дмитрук$^{1}$, Н. И. Березовская$^{1}$, О. А. Ещенко$^{1}$, А. П. Становой$^{1}$, А. Н. Дмитрук$^{2}$, И. В. Блонский$^{2}$

$^{1}$Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко, ул. Владимирская, 60, 01033 Киев, Украина
$^{2}$Институт физики НАН Украины, просп. Науки, 46, 03028 Киев, Украина

Получена: 02.08.2019. Скачать: PDF

Текстурирование поверхности металлов и сплавов с помощью фемтосекундного Ті-сапфирового лазера осуществлялось в воздухе. С помощью анализа морфологии поверхности изучены особенности поверхностных структур, образующихся на поверхности благородных металлов (серебро, золото, медь), тугоплавких металлов (вольфрам) и металл-полупроводниковых сплавов под действием ультракоротких лазерных импульсов. Обсуждено влияние лазерной абляции на формирование наноразмерных особенностей на обработанных лазером поверхностях. В экспериментах реализован многоимпульсный режим с низкой плотностью мощности у порога абляции для исследуемых материалов. Для серебра, золота, меди и вольфрама определены средние размеры наноразмерных элементов, сформированных на периодических поверхностных структурах при лазерной обработке с помощью ультракоротких лазерных импульсов. Усиление сигнала комбинационного рассеяния света, наблюдаемое для некоторых колебаний красителя «Метиленовый синий», адсорбированного на серебряных лазерно-индуцированных поверхностных структурах, демонстрирует возможность применения лазерно-текстурированных подложек для поверхностно-усиленного комбинационного рассеяния света (SERS), используемых для биосенсоров.

Ключевые слова: лазерно-индуцированная поверхностная структура, наноразмерная особенность, лазерная абляция, поверхностный плазмон, поверхностно-усиленная спектроскопия комбинационного рассеяния света, металл.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v41/i12/1587.html

PACS: 68.47.De, 73.20.Mf, 78.30.-j, 79.20.Ds, 79.20.Eb, 81.16.Rf

ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. A. Y. Vorobyev and C. Guo, Laser Photonics Rev., 7: 385 (2013). Crossref
  2. I. Etsion, J. Tribol., 127, No. 1: 248 (2005). Crossref
  3. B. N. Chichkov, C. Momma, S. Nolte, F. Von Alvensleben, and A. Tünnermann, Appl. Phys. A, 63: 109 (1996). Crossref
  4. K. C. Phillips, H. H. Gandhi, E. Mazur, and S. K. Sundaram, Adv. Opt. Photon., 7, No. 4: 684 (2015). Crossref
  5. H. W. Chang, Y. C. Tsai, C. W. Cheng, C. Y. Lin, Y. W. Lin, and T. M. Wu, J. Colloid Interface Sci., 360: 305 (2011). Crossref
  6. J. Bonse, S. V. Kirner, S. Hohm, N. Epperlein, D. Spaltmann, A. Rosenfeld, and J. Kruger, Proc. SPIE, 10092: 100920N (2017). Crossref
  7. A. Wang, L. Jiang, X. Li, Q. Xie, B. Li, Z. Wang, K. Du, and Y. Lu, J. Mater. Chem. B, 5: 777 (2017). Crossref
  8. S. Hamad, G. Krishna Podagatlapalli, Md. Ahamad Mohiddon, and V. Rao Soma, Appl. Phys. Lett., 104: 263104 (2014). Crossref
  9. E. G. Gamaly, A. V. Rode, B. Luther-Davies, and V. T. Tikhonchuk, Phys. Plasmas, 9: 949 (2002). Crossref
  10. P. T. Mannion, J. Magee, E. Coyne, G. M. O’Connor, and T. J. Glynn, Appl. Surf. Sci., 233: 275 (2004). Crossref
  11. S. I. Anisimov, B. L. Kapeliovich, and T. L. Perel’man, Sov. Phys. JETP, 39: 375 (1974).
  12. S. Nolte, C. Momma, H. Jacobs, A. Tunnermann, B. N. Chichkov, B. Wellegehausen, and H. Welling, J. Opt. Soc. Am. B, 14, No. 10: 2716 (1997). Crossref
  13. G. D. Tsibidis, C. Fotakis, and E. Stratakis, Phys. Rev. B, 92: 041405(R) (2015). Crossref
  14. E. L. Gurevich and S. V. Gurevich, Appl. Surf. Sci., 302: 118 (2014). Crossref
  15. N. Berezovska, I. Dmitruk, S. Vovdenko, O. Yeshchenko, P. Teselko, A. Dmytruk, and I. Blonskyi, Indian J. Phys., 93: 495 (2019). Crossref
  16. A. Felgenträger, T. Maisch, D. Dobler, and A. Späth, BioMed Research International, 482167 (2013). Crossref
  17. Gui-Na Xiao and S.-Q. Man, Chem. Phys. Lett., 447: 305 (2007). Crossref
  18. S. H. A. Nicolai and J. C. Rubim, Langmuir, 19, No. 10: 4291 (2003). Crossref
  19. Z. Li, S. C. Xu, C. Zhang, X. Y. Liu, S. S. Gao, L. T. Hu, J. Guo, Y. Ma, S. Z. Jiang, and H. P. Si, Scientific Reports, 6: 38539 (2016). Crossref

Лицензия Creative Commons
Эта статья доступна по Лицензии Creative Commons “Attribution-NoDerivatives” («атрибуция — без производных статей») 4.0 Всемирная
© 2000–2020 «Институт металлофизики им. Г. В. Курдюмова НАН Украины»