- Код статьи
- S2686740025010041-1
- DOI
- 10.31857/S2686740025010041
- Тип публикации
- Статья
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том 520 / Номер выпуска 1
- Страницы
- 24-33
- Аннотация
- Проведено экспериментальное исследование режима многоимпульсной (108–109 импульсов) лазерной наноабляции монокристаллического алмаза, который реализуется при интенсивности облучения ниже порога лазерной графитизации и позволяет контролировать глубину лазерной обработки данного материала с точностью до атомного слоя. Полученные зависимости скорости наноабляции от плотности лазерной энергии для различных комбинаций длительности лазерного импульса и длины волны излучения свидетельствуют о том, что скорость фотостимулированного окисления в атмосфере воздуха определяется плотностью лазерной плазмы, созданной внутри материала. Обнаружено последовательное снижение скорости наноабляции при повышении концентрации азотной примеси в алмазе. Установлено, что продолжительность лазерного травления в режиме наноабляции и, соответственно, максимальная глубина создаваемых наноструктур ограничиваются эффектом кумулятивной графитизации.
- Ключевые слова
- алмаз лазер наноабляция фотоионизация окисление графитизация
- Дата публикации
- 16.09.2025
- Год выхода
- 2025
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 15
Библиография
- 1. Rothschild A.C., Ehrich D.J. Excimer-laser etching of diamond and hard carbon films by direct writing and optical projection // J. Vac. Sci. Technol. B. 1986. V. 4. Р. 310–314.
- 2. Hunn J.D., Withrow S.P., White C.W., Clausing R.E., Heatherly L., Christensen C.P. // Fabrication of single-crystal diamond microcomponents // Appl. Phys. Lett. 1994. V. 65(24). P. 3072–3074.
- 3. Ramanathan D., Molian P.A. Micro- and sub-micromachining of type IIa Single crystal diamond using a Ti:sapphire femtosecond laser // J. Manufacturing Science and Engineering. 2002. V. 124 (2). P. 389–396.
- 4. Shinoda M., Gattass R.R., Mazur E. Femtosecond laser-induced formation of nanometer-width grooves on synthetic single-crystal diamond surfaces // J. Appl. Phys. 2009. V. 105(5). P. 053102.
- 5. Zalloum O.H.Y., Parrish M., Terekhov A., Hofmeister W. On femtosecond micromachining of HPHT single-crystal diamond with direct laser writing using tight focusing // Opt. Express. 2010. V. 18(12). P. 13122–13135.
- 6. Konov V.I. Laser in micro and nanoprocessing of diamond materials // Laser & Photonics Reviews. 2012. V. 6(6). P. 739–766.
- 7. Ali B., Litvinyuk I.V., Rybachuk M. Femtosecond laser micromachining of diamond: Current research status, applications and challenges // Carbon. 2021. V. 179. P. 209–226.
- 8. Apostolova T., Kurylo V., Gnilitskyi I. Ultrafast laser processing of diamond materials: A Review. Frontiers in Physics. 2021. V. 9.
- 9. Кононенко В.В., Комленок М.С., Пименов С.М., Конов В.И. Фотоиндуцированное лазерное травление алмазной поверхности // Квантовая электроника. 2007. V. 37(11). P. 1043–1046.
- 10. Gololobov V.M., Kononenko V.V., Konov V.I. Laser nanoablation of a diamond surface in air and vacuum // Optics & Laser Technology. 2020. V. 131. P. 106396.
- 11. Baldwin C.G., Downes J.E., Mildren R.P. Enhanced etch rate of deep-UV laser induced etching of diamond in low pressure conditions // Applied Physics Letters. 2020. V. 117 (11). P. 111601.
- 12. Komlenok M.S., Kononenko V.V., Ralchenko V.G., Pimenov S.M., Konov V.I. Laser Induced Nanoablation of Diamond Materials // Physics Procedia. 2011. V. 12. P. 37–45.
- 13. Kononenko V.V., Gololobov V.M., Komlenok M.S., Konov V.I. Nonlinear photooxidation of diamond surface exposed to femtosecond laser pulses // Laser Physics Letters. 2015. V. 12(9). P. 096101.
- 14. Mildren R.P., Downes J.E., Brown J.D., Johnston B.F., Granados E., Spence D.J., Lehmann A., Weston L., Bramble A. Characteristics of 2-photon ultraviolet laser etching of diamond // Optical Materials Express. 2011. V. 1(4). P. 576–585.
- 15. Bandis C., Pate B.B. Electron emission due to exciton breakup from negative electron affinity diamond // Phys. Rev. Lett. 1995. 74(5). P. 777–780.
- 16. Frenklach M., Huang D., Thomas R.E., Rudder R.A., Markunas R.J. Activation energy and mechanism of CO desorption from (100) diamond surface // Appl. Phys. Lett. 1993. V. 63(22). P. 3090–3092.
- 17. Griffiths B., Kirkpatrick A., Nicley S.S., Patel R.L., Zajac J.M., Morley G.W., Booth M.J., Salter P.S., Smith J.M. Microscopic processes during ultrafast laser generation of Frenkel defects in diamond // Physical Review B. 2021. V. 104(17). P. 174303.
- 18. Kononenko T.V., Ashikkalieva K.K., Ral’chenko V.G., Kononenko V.V., Konov V.I. Defect-assisted optical breakdown in synthetic diamonds irradiated by IR femtosecond pulses // Diamond & Related Materials. 2024. V. 142. P. 110812.
- 19. Kononenko V.V., Komlenok M.S., Chizhov P.A., Bukin V.V., Bulgakova V.V., Khomich A.A., Bolshakov A.P., Konov V.I., Garnov S.V. Efficiency of photoconductive terahertz generation in nitrogen-doped diamonds // Photonics. 2022. V. 9(1). P. 18.
- 20. Kononenko V.V., Gololobov V.M., Kononenko T.V., Konov V.I. Photoinduced graphitization of diamond // Laser Physics Letters. 2015. V. 12(1). P. 016101.
