Неустойчивость Плато-Рэлея как затравочный процесс самоорганизации фотонного кристалла на поверхности кристаллического кремния в фемтосекундном лазерном поле
С. И. Кудряшов+, Н. А. Смирнов+, Н. И. Буслеев+, П. П. Пахольчук+, М. С. Ковалев+, М. А. Тархов*, Г. Х. Султанова×, И. В. Красногоров×
+Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН, 119991 Москва, Россия
*Институт нанотехнологий микроэлектроники РАН, 115487 Москва, Россия
×Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" - Технологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов, 108840 Москва, Россия
Abstract
Многоимпульсная экспозиция поверхности (111) кристаллического кремния в режиме сканирования
сильнофокусированным фемтосекундным лазерным излучением инфракрасного диапазона (длина волны -
1.95 мкм) формирует вдоль или поперек облученной области - в зависимости от взаимной ориентации
скорости движения и поляризации излучения - аномальные (параллельные поляризации излучения)
нанорешетки из штрихов рельефа с периодом около 0.4 мкм. При более высоких плотностях энергии или
экспозициях штрихи трансформируются по механизму Плато-Рэлея в периодические линейные
последовательности отвердевших нанокапель (нанопичков) с периодом около 0.7 мкм. При дальнейшем
небольшом увеличении плотности энергии излучения или экспозиции ближнепольное рассеяние ИК-лазерного
излучения на линиях из нанопичков с участием поверхностных плазмонов формирует слегка вытянутый вдоль
направления лазерной поляризации двумерный фотонный кристалл из плотноупакованных нанопичков с
субволновыми размерами ячейки.