Дефектно-деформационное микро и наноструктурирование поверхностей твердых тел при воздействии лазерного излучения

• Автор: Еремин, Константин Иванович
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 174 с. : ил

Оглавление

Оглавление
Список часто используемых сокращений и обозначений
Введение
Глава 1.Самоорганизация периодических температурнодеформационных полей на поверхности твердых тел, облучаемых лазером
1.1. Введение
1.2 Деформационно-индуцированный дрейф фононов
1.3. Модель нагретой упруго-анизотропной пленки на подложке
1.4. Система кинетических термо-деформационных уравнений в модовом представлении
1.5. Характеристики поверхностных ТД-решеток
1.6. Сравнение с экспериментом и заключение
Глава 2.Механизм лазерно-индуцированного образования некогерентных поверхностных периодических структур в растянутых полимерных пленках
2.1. Введение
2.2. Поглощение и релаксация лазерной энергии в полимерах
2.2. Базовые ДД-уравнения в модели "анизотропная пленка на подложке"
2.3. Образование периодических структур в режиме Термо-Деформационной неустойчивости (те«тр, наносекундные импульсы)
2.4. Образование периодических структур в режиме Электронно-Деформационной неустойчивости (гр«ге, субпикосекундные импульсы)
2.5. Сравнение теории с результатами экспериментов по лазерной абляции полимерных пленок
Глава З.Дефектно-деформационный механизм спонтанного образования квазиупорядоченного ансамбля пор при травлении полупроводников и металлов
3.1. Введение
3.2. Образование вакансий на поверхности и междоузельно-обогащенного приповерхностного слоя на этапе пространственно однородного травления
3.3. Модель междоузельно-обогащенной упруго-изотропной “пленки на подложке”
______________________________Оглавление
3.4. Система кинетических дефектно-деформационных уравнений в модовом представлении
3.5. Инкременты, периоды ДД решеток и симметрия суперпозиционной ДД структуры
3.6. Образование и характеристики ансамбля пор на поверхности с затравочными ДД решетками
3.7. Экспериментальная проверка ДД теории
3.8. Квазиодномерное распределение макропор при анодном травлении одноосно напряженной пластины кремния
3.9. Динамика развития гексагональной структуры пор и оценка инкремента ДД-неустойчивости
3.10. Сравнение симметрии ансамбля пор с симметрией ансамбля кристаллических зерен, образующихся при лазерной перекристаллизации аморфных полупроводниковых пленок на стекле
Глава 4.Квазигексагональная кооперативная нуклеация ансамбля наночастиц при лазерно-контролируемом низкотемпературном осаиадении атомов галлия
4.1. Введение
4.2. Дефектно-деформационная теория образования нанометровой периодической структуры адатомов с участием поверхностной статической квазирэлеевской волны
4.3. Кооперативный ДД механизм образования квазигексагонального ансамбля наночастиц при лазерно-контролируемом низкотемпературном осаждении атомов Оа
Заключение
Приложение 1. Вывод уравнения температуропроводности с учетом деформационно-индуцированного дрейфа тепла
Приложение 2. Модель дефектной пленки, жестко соединенной с подложкой
Приложение 3. Двумерное Фурье-преобразование: влияние формы поверхностных неоднородностей на 20 Фурье-спектр
Список литературы
Список часто используемых сокращений и обозначений

Список часто используемых сокращений и обозначений
дд Дефектно-деформационный(ая)
тд Термо-деформационный(ая)
и вектор упругого смещения среды
и/ вектор упругого смещения в пленке
к толщина дефектно-обогащенного слоя
4 локальная деформация среды
С изгибная координаты пленки
К модуль всестороннего сжатия
УР коэффициент Пуассона
Р модуль сдвига
о* деформационный потенциал точечного дефекта
"а концентрация дефектов
п<і0’пі1 пространственно-однородная и неоднородная концентрации дефектов
с,, с. продольная и поперечная скорости звука
р плотность среды
время
кв постоянная Больцмана
Т температура
Мд) инкремент нарастания ДД решеток
Глава 1. Самоорганизация периодических температурно-деформационных
рамках ДД механизма решетки растрескивания ранее теоретически не рассматривались.
Если предположить, что эти решетки относятся к ДД решеткам, то, используя универсальное скэйлинговое соотношение для ДД неустойчивости [60]:
Д, * £/2/47г2Д-1 ,
можно оценить величину коэффициента диффузии дефектов Д/, и по полученному значению Д/, определить тип дефекта ответственного за образование решеток. Исходя из того, что решетки должны образовываться за время порядка длительности импульса Лг‘~^=10“3с или меньшее, согласно вышеприведенной формуле, за упорядочение в в данном случае должны быть ответственны дефекты С Од^ЗхКГ4 см2/с или более подвижные.
Коэффициент диффузии междоузлий при температуре 1500 К по формуле

0.6 эВ
Д =2.34-10 4ехр

= 10 5 см2 с 1.
Коэффициент диффузии для вакансий при 1500 К [91]: 1.29 эВ"
Д, = 1.14 -10”3 ехр

= 10 7 см2с
Коэффициент диффузии дислокаций составляет [20]:
А/ш - Ю-11 см2с~'.
Таким образом, междоузлия, вакансии и дислокации при температуре 1500 К малоподвижны и не могут быть ответственны за образование данных решеток.