Випуски МФіНТ »  Том 41, випуск 12

Умови формування та морфологія нанорозмірних особливостей на поверхнях металів та сплавів під час фемтосекундної лазерної обробки

І. М. Дмитрук$^{1}$, Н. І. Березовська$^{1}$, О. А. Єщенко$^{1}$, О. П. Становий$^{1}$, А. М. Дмитрук$^{2}$, І. В. Блонський$^{2}$

$^{1}$Київський національний університет імені Тараса Шевченка, вул. Володимирська, 60, 01033 Київ, Україна
$^{2}$Інститут фізики НАН України, просп. Науки, 46, 03028 Київ, Україна

Отримано: 02.08.2019. Завантажити: PDF

Текстурування поверхні металів та сплавів за допомогою фемтосекундного Ті-сапфірового лазера здійснювалося у повітрі. За допомогою аналізу морфології поверхні вивчено особливості поверхневих структур, що утворюються на поверхні благородних металів (срібло, золото, мідь), тугоплавких металів (вольфрам) та метал-напівпровідникових сплавів під дією ультракоротких лазерних імпульсів. Обговорено вплив лазерної абляції на формування нанорозмірних особливостей на оброблених лазером поверхнях. В експериментах реалізовано багатоімпульсний режим з низькою густиною потужності біля порогу абляції для досліджуваних матеріалів. Для срібла, золота, міді та вольфраму визначено середні розміри нанорозмірних елементів, сформованих на періодичних поверхневих структурах при лазерній обробці за допомогою ультракоротких лазерних імпульсів. Підсилення сигналу комбінаційного розсіяння світла, що спостерігалось для деяких коливань барвника «Метиленовий синій», адсорбованого на срібних лазерно-індукованих поверхневих структурах, демонструє можливість застосування лазерно-текстурованих підкладок як підкладок для поверхнево-підсиленого комбінаційного розсіяння світла (SERS), що використовують для біосенсорів.

Ключові слова: лазерно-індукована поверхнева структура, нанорозмірна особливість, лазерна абляція, поверхневий плазмон, поверхнево-підсилена спектроскопія комбінаційного розсіяння світла, метал.

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

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

ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  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

Ліцензія Creative Commons
Цю статтю ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons із зазначенням авторства — без похідних 4.0 Міжнародна
© 2000–2020 «Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України»