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《大连理工大学》 2007年
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脉冲激光烧蚀晶体Ge的动力学模拟

许媛  
【摘要】: 脉冲激光烧蚀技术因其自身的许多优点,被广泛应用于高新技术的诸多领域。特别是在微电子/光电子器件、纳米材料制备以及新型元器件制备等领域有着重要的地位,并具有很大的发展潜力。对脉冲激光烧蚀过程和作用机制的深入研究,将有利于激光烧蚀技术的进一步发展。 本文在金属导体激光烧蚀模型的基础上,建立了一维半导体激光烧蚀模型,研究紫外激光与晶体Ge相互作用以及产生烧蚀蒸汽的膨胀过程。模型综合考虑了靶的传热、烧蚀蒸汽在背景气体下的膨胀、等离子体的形成以及对激光能量的吸收、电子热传导,两种粒子之间的相互扩散以及回流凝结等物理过程。并利用牛顿迭代法、有限差分法和黎曼解法进行求解。 利用所建模型,分析了不同激光功率密度和背景气压对烧蚀和蒸汽膨胀的影响。此外,分析了特定条件下(1torr氦气环境下,波长为248nm,峰值功率密度分别为4×10~8w/cm~2和1×10~8w/cm~2的高斯型(FWHM=7ns)KrF准分子激光脉冲)激光烧蚀晶体Ge和烧蚀蒸汽的性质,得到Ge靶的表面温度、蒸发深度、表面烧蚀率随时间的变化以及不同时刻烧蚀蒸汽温度、速度、电离度的空间分布。对结果进行分析后得到如下结论: (1)激光功率密度的变化对烧蚀的影响很大。照射的激光功率密度越大,靶的表面温度越高,蒸发深度越大,烧蚀蒸汽膨胀的速度和空间尺度也越大,等离子体屏蔽现象出现越早。在给定的烧蚀条件下,等离子体屏蔽的阈值在1×10~8w/cm~2与1.5×10~8w/cm~2之间; (2)在惰性气体环境下,气压的变化对靶面温度和蒸发深度的影响不大,但烧蚀蒸汽的膨胀速度和膨胀的空间尺度随气压的增大而减小; (3)烧蚀蒸汽的电离和吸收激光能量对蒸汽膨胀的影响非常大,吸收的激光能量可转化为蒸汽的动能; (4)在脉冲结束时刻,整个蒸汽区域Ge几乎完全电离。在靶面附近区域,Ge的一价电离占优势;在蒸汽的中心区域,Ge的二阶电离较占优势;在冲击波区域,Ge的电离度与波前的高温有很大关系。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TN249

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【引证文献】
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【参考文献】
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1 吴东江;许媛;王续跃;康仁科;司马媛;胡礼中;;激光清洗硅片表面Al_2O_3颗粒的试验和理论分析[J];光学精密工程;2006年05期
2 张端明 ,李智华 ,郁伯铭 ,黄明涛 ,关丽 ,钟志成 ,李国栋;Dynamic simulation on the preparation process of thin films by pulsed laser[J];Science in China,Ser.A;2001年11期
3 吴凌晖,吴嘉达,伍长征,李富铭;金属表面激光烧蚀的发射光谱分析[J];应用激光;1994年04期
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1 凌浩;特定气氛中的脉冲激光烧蚀及其在薄膜制备上的应用[D];复旦大学;2004年
【共引文献】
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1 尹大鹏;朱协彬;汪海涛;;ATO粉体的制备工艺及其导电性能的研究[J];安徽工程大学学报;2011年02期
2 胡春香;陶向阳;;PC型HgCdTe探测器对波段内外激光辐照的影响和吸收机制[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2006年04期
3 胡春香;吴瑜之;;脉冲激光沉积ZnO薄膜动力学过程研究[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2008年03期
4 石磊;赵尚弘;方绍强;胥杰;占生宝;李勇军;;激光推进环聚焦数值模拟研究[J];半导体光电;2007年05期
5 石磊;赵尚弘;占生宝;李勇军;方绍强;胥杰;;反射镜表面粗糙度对激光推进环聚焦性能的影响[J];半导体光电;2007年06期
6 赵刚;郝秋龙;陈建国;齐文宗;;超短脉冲激光与介质薄膜相互作用的解析研究[J];半导体光电;2008年02期
7 卓敬清;李宏建;夏辉;崔昊杨;;金属/多孔硅/硅结构发光器件输运特性的研究[J];半导体光电;2008年04期
8 夏正浩;李炳乾;郑同场;王卫国;张运华;;金属支架0.5W红外发光二极管研究[J];半导体光电;2009年05期
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1 陈菊芳;张永康;许仁军;;新颖高效的激光除锈技术[A];光子科技创新与产业化——长三角光子科技创新论坛暨2006年安徽博士科技论坛论文集[C];2006年
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4 任健;辐射热传导方程九点格式的研究与应用[D];中国工程物理研究院;2010年
5 陶磊;尼龙6/铜复合粉末选区激光烧结制造塑料模具的研究[D];南昌航空大学;2010年
6 范子嘉;长脉冲激光与金属相互作用的热分析[D];长春理工大学;2010年
7 林琦;高能激光与光学介质薄膜作用机理的研究[D];长春理工大学;2010年
8 丛景彬;新型多脉冲YAG激光器在打孔上的实验与研究[D];长春理工大学;2010年
9 智钢;Zn_xCd_(1-x)S纳米粉体及薄膜的制备和光致发光研究[D];郑州大学;2010年
10 李明亮;碳化硅基热电材料的制备及性能研究[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
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1 崔执凤,黄时中,风尔银,路轶群,马军;准分子激光诱导等离子体中镁原子及离子发射光谱线的实验研究[J];安徽师大学报(自然科学版);1996年03期
2 辛建婷,祝文军,刘仓理;飞秒激光辐照铝材料的分子动力学数值模拟[J];爆炸与冲击;2004年03期
3 张延惠,宋一中;激光烧蚀金属靶时气体电离分析[J];光谱学与光谱分析;2000年01期
4 宋光乐,宋一中;激光诱导Al等离子体辐射空间分布[J];光谱学与光谱分析;2003年01期
5 陈金忠,赵书瑞,魏艳红,郭庆林,怀素芳;环境气氛对高能量激光诱导等离子体辐射特性的影响[J];光谱学与光谱分析;2005年03期
6 郭庆林;周玉龙;张秋琳;贾龙广;怀素芳;陈金忠;;激光微等离子体光谱分析法测定土壤中的铝钙[J];光谱学与光谱分析;2008年01期
7 吴江来;傅院霞;李颖;卢渊;崔执凤;郑荣儿;;水溶液中金属元素的激光诱导击穿光谱的检测分析[J];光谱学与光谱分析;2008年09期
8 韩敬华;冯国英;杨李茗;杨丽玲;张秋慧;谢旭东;朱启华;;激光烧蚀硅表面的发射光谱分析[J];光谱学与光谱分析;2009年04期
9 张大成;马新文;朱小龙;李斌;祖凯玲;;用激光诱导击穿光谱技术比较土豆和百合中的微量元素[J];光谱学与光谱分析;2009年05期
10 林兆祥;常亮;李捷;刘林美;;应用激光诱导击穿光谱检测污水溶液中的砷[J];光谱学与光谱分析;2009年06期
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1 李玉和;李庆祥;王东生;葛杨翔;廖小华;;超精表面缺陷检测系统的实验研究[J];光学精密工程;2005年S1期
2 韩荣久,孙恒德,徐德全,张云,王立江;单晶硅片的低温抛光技术[J];光学精密工程;1998年05期
3 史兴宽,徐传义,任敬心,王健,巴瑞璋;光学基片表面软质抛光胶体粒子的激光清洗[J];航空精密制造技术;2000年03期
4 谭东晖,陆冬生,宋文栋,安承武;激光清洗基片表面温度的有限元分析及讨论[J];华中理工大学学报;1996年06期
5 谭东晖,陆冬生,宋文栋,范永昌,安承武;准分子激光直接清洗硅片上油脂的实验研究[J];激光技术;1995年05期
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7 张晓晴;黄小清;汤立群;;泡沫铝填充圆管三点弯曲性能研究[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
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2 本报记者 赵亚辉;探寻“大气”的奥秘[N];人民日报;2005年
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5 本报记者 吴楠 通讯员 许家帅;数值模拟预测工程效果指导工程建设[N];中国交通报;2008年
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9 ;堤基管涌机理和防治关键问题研究为堤防提供科学参考[N];中国水利报;2008年
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6 吴一红;管阵流体弹性不稳定性研究及流体诱发振动数值模拟[D];清华大学;1991年
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