Berlin 2014 – wissenschaftliches Programm
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K: Fachverband Kurzzeitphysik
K 5: Laser-Materie-Wechselwirkung und Laseranwendungen II
K 5.1: Vortrag
Dienstag, 18. März 2014, 14:00–14:15, SPA SR203
Nanostrukturierung von einkristallinem Silizium durch Sub-15 Femtosekundenpulse — •Marco Schüle1, Martin Straub1, Maziar Afshar2, Dara Feili2, Helmut Seidel2 und Karsten König1 — 1Universität des Saarlands, Lehrstuhl für Biophotonik und Lasertechnologie, Fakultät für Physik und Mechatronik, Campus am Markt, Zeile 5, 66125 Saarbrücken — 2Universität des Saarlands, Lehrstuhl für Mikromechanik, Mikrofluidik und Mikroaktorik, Fakultät für Physik und Mechatronik, Campus A5.1, 66123 Saarbrücken
Mit Ziel neuer Anwendungen in der Lasermaterialbearbeitung wurde die Nanostrukturierung einkristalliner Siliziumoberflächen durch stark fokussierte sub-15 fs Pulse eines Ti:Saphir Lasers (λ ≈ 800 nm, Repetitionsrate 85 MHz, sub-nJ Pulsenergie, fokale Spitzenintensität ca. 15 TW/cm2) in Wasser untersucht. Die Bestrahlung erzeugt drei charakteristische Typen von Oberflächenstrukturen [1,2]. Bei Bestrahlungsdosen in unmittelbarer Nähe der Ablationsschwelle bilden sich auf der Oberfläche wenige Nanometer breite Risse. Wellenartige Strukturen senkrecht zur Laserpolarisation (sog. Ripples) mit einer Periode von ca. 130 nm, Breite von 50 - 60 nm und Tiefe von ca. 60 nm entstehen bei etwas höherer Dosis (ca. 100 kJ/cm2). Bei noch stärkerer Bestrahlung wird die Oberfläche schwammartig nanoporös, wobei die Strukturelemente zwischen den Poren eine typische Größe von 40 - 60 nm aufweisen. Im Mittelpunkt unserer Experimente steht der Einfluß von Dotierung und Kristallorientierung auf die Nanostrukturentstehung.
[1] M. Straub et al., Opt. Lett. 37, 190-192 (2012), [2] K. König et al., J. Laser Appl. 24, 042009 (2012). Gefördert durch DFG-SPP1327.