Фазовые переходы в пленках a-Si:H на стекле при воздействии мощных фемтосекундных импульсов: проявление нелинейных и нетермических эффектов
В. А. Володин+*, М. Д. Ефремов+, Г. А. Качурин+, А. Г. Черков+, M. Deutschmann∇, N. Baersch∇
+Институт физики полупроводников Сибирского отд. РАН, 630090 Новосибирск, Россия
Новосибирский государственный университет, 630090 Новосибирск, Россия
∇Laser Zentrum Hannover, 30419 Hannover, Germany
PACS: 61.46.+w, 78.30.-j
Abstract
Кристаллизация пленок аморфного кремния толщиной 90 нм на стекле
при воздействии лазерных импульсов (длина волны 800 нм, длительность
импульса 120 фс) исследовалась с применением методик спектроскопии
комбинационного рассеяния света и электронной микроскопии. Коэффициент
поглощения света с длиной волны 800 нм пленкой a-Si:H пробного
маломощного излучения мал, но может вырасти вследствие нелинейных эффектов
при мощном импульсе. Согласно оценкам, поглощенной в пленке энергии
недостаточно для ее нагрева и полного расплава, но достаточно для генерации
свободных носителей заряда с концентрацией порядка 1022 см-3.
Электронная и фононная температуры в этом случае сильно различаются, а
кремний становится нестабильным. Таким образом, воздействие столь короткого
лазерного импульса нельзя свести только к эффектам нагрева и последующим
фазовым превращениям через жидкую или твердую фазу.