Neravnovesnyy nagrev elektronov, plavlenie i modifikatsiya nanoplenki nikelya ul'trakorotkim impul'som teragertsovogo izlucheniya

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Методом фемтосекундной интерференционной микроскопии с временным разрешением 10-13 с проведены исследования динамики изменения оптических свойств пленки никеля толщиной 25 нм на стеклянной подложке при ее возбуждении субпикосекундным импульсом терагерцового излучения с напряженностью поля 11МВ/см. Результаты измерений комплексного коэффициента отражения и диэлектрической проницаемости в видимом диапазоне спектра свидетельствуют о неравновесном нагреве электронной подсистемы никеля до нескольких тысяч градусов, который сопровождается индуцированным увеличением отражения в момент воздействия и последующим плавлением спустя 5–10 пс. Исследование морфологии модифицированной поверхности методами сканирующей электронной и зондовой микроскопии свидетельствует о локальном плавлении нанопленки и ее деламинации от подложки при данном значении напряженности поля.

About the authors

S. I Ashitkov

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур РАН (ОИВТ РАН)

Email: ashitkov11@yandex.ru
Москва, Россия

P. S Komarov

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур РАН (ОИВТ РАН)

Москва, Россия

A. V Ovchinnikov

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур РАН (ОИВТ РАН)

Москва, Россия

S. A Romashevskiy

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур РАН (ОИВТ РАН)

Email: sa.romashevskiy@gmail.com
Москва, Россия

E. V Struleva

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур РАН (ОИВТ РАН)

Email: struleva.evgenia@yandex.ru
Москва, Россия

O. V Chefonov

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур РАН (ОИВТ РАН)

Москва, Россия

M. B Agranat

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур РАН (ОИВТ РАН)

Москва, Россия

References

  1. C. Vicario, M. Jazbinsek, A. V. Ovchinnikov, O. V. Chefonov, S. I. Ashitkov, M. B. Agranat, and C. P. Hauri, Opt. Express 23, 4573 (2015).
  2. M. Shalaby and C. P. Hauri, Nat. Commun. 6, 5976 (2015).
  3. C. Vicario, A. Ovchinnikov, S. Ashitkov, M. Agranat, V. Fortov, and C. Hauri, Opt. Lett. 39, 6632 (2014).
  4. Б. В. Румянцев, А. В. Пушкин, Д. З. Сулейманова, Н.А. Жидовцев, Ф.В. Потемкин, Письма в ЖЭТФ 117, 571 (2023).
  5. А. В. Овчинников, О. В. Чефонов, М. Б. Агранат, К. А. Гришунин, Н.А. Ильин, Р. В. Писарев, А.В. Кимель, А.М. Калашникова, Письма в ЖЭТФ 104, 467 (2016).
  6. O. Chefonov, A. Ovchinnikov, S. Romashevskiy, X. Chai, T. Ozaki, A. Savel’ev, M. Agranat, and V. Fortov, Opt. Lett. 42, 4889 (2017).
  7. X. Chai, X. Ropagnol, A. Ovchinnikov, O. Chefonov, A. Ushakov, C. M. Garcia-Rosas, E. Isgandarov, M. Agranat, T. Ozaki, and A. Savel’ev, Opt. Lett. 43, 5463 (2018).
  8. M. Shalaby, C. Vicario, and C. P. Hauri, Appl. Phys. Lett. 108, 182903 (2016).
  9. В. В. Герасимов, Б. А. Князев, П. Д. Рудыч, В. С. Черкасский, Приборы и техника эксперимента 50, 103 (2007).
  10. S. G. Bezhanov and S. A. Uryupin, Opt. Lett. 43, 3069 (2018).
  11. С. В. Сазонов, Н. В. Устинов, Письма в ЖЭТФ 112, 30 (2020).
  12. O. V. Chefonov, A. V. Ovchinnikov, M. B. Agranat, V. E. Fortov, E. S. Efimenko, A. N. Stepanov, and A. B. Savel’ev, Phys. Rev. B 98, 165206 (2018).
  13. О. В. Чефонов, А.В. Овчинников, С. А. Евлашин, М. Б. Агранат, Письма в ЖТФ 45, 41 (2019).
  14. O. V. Chefonov, A. V. Ovchinnikov, S. A. Evlashin, and M. B. Agranat, J. Infrared Millim. Terahertz Waves 39, 1047 (2018).
  15. M. B. Agranat, O. V. Chefonov, A. V. Ovchinnikov, S. I. Ashitkov, V. E. Fortov, and P. S. Kondratenko, Phys. Rev. Lett. 120, 085704 (2018).
  16. O. V. Chefonov, A. V. Ovchinnikov, D. S. Sitnikov, and M. B. Agranat, High Temperature 57, 137 (2019).
  17. V. S. Makin and R. S. Makin, J. Optical Technology 87, 3 (2020).
  18. Г. В. Розенберг, Оптика тонкослойных покрытий, Физматгиз, М. (1958), 570 с.
  19. S. Fahy, C. Kittel, and S. G. Louie, Am. J. Phys. 56(11), 989 (1988).
  20. A. Hadni and X. Gerbaux, Infrared Phys. 30(6), 465 (1990).
  21. D. Zhou, E. P. J. Parrott, D. J. Paul, and J. A. Zeitler, J. Appl. Phys. 104(5), 053110 (2008).
  22. K. Neeraj, A. Sharma, M. Almeida, P. Matthes, F. Samad, G. Salvan, O. Hellwig, and S. Bonetti, Appl. Phys. Lett. 120, 102406 (2022).
  23. N. Acharyya, V. Sajeev, S. Rane, S. Karmakar, and D. R. Chowdhury, J. Appl. Phys. 134, 033102 (2023).
  24. V. L. Ginzburg and V. P. Shabanskii, Dokl. Akad. Nauk SSSR 100, 445 (1955).
  25. М. И. Каганов, И.М. Лифшиц, Л.В. Танатаров, ЖЭТФ 31, 232 (1956).
  26. E. S. Borovik, Dokl. Akad. Nauk SSSR 91, 771 (1953).
  27. С. И. Анисимов, Б. Л. Капелиович, Т. Л. Перельман, ЖЭТФ 66, 776 (1974).
  28. А.А. Ионин, С. И. Кудряшов, Ф. Ф. Самохин, УФН 187, 159 (2017).
  29. И. А. Артюков, Д. А. Заярный, А. А. Ионин, С. И. Кудряшов, С. В. Макаров, П. Н. Салтуганов, Письма в ЖЭТФ 99, 54 (2014).
  30. С. А. Ромашевский, В. А. Хохлов, С. И. Ашитков, В. В. Жаховский, Н. А. Иногамов, П. С. Комаров, А.Н. Паршиков, Ю. В. Петров, Е. В. Струлева, П. А. Цыганков, Письма в ЖЭТФ 113, 311 (2021).
  31. A. J. Schmidt, Annu. Rev. Heat Transfer 16, 159 (2013).
  32. J. Hohlfeld, S.-S. Wellershoff, J. Gu¨dde, U. Conrad, V. J¨ahnke, and E. Matthias, Chem. Phys. 251, 237 (2000).
  33. C. Guo, G. Rodriguez, A. Lobad, and A. J. Taylor, Phys. Rev. Lett. 84, 4493 (2000).
  34. P. M. Norris, A. P. Caffrey, R. J. Stevens, J. M. Klopf, J. T. McLeskey Jr., and A. N. Smith, Rev. Sci. Instrum. 74, 400 (2003).
  35. E. Radue, J. A. Tomko, A. Giri, J. L. Braun, X. Zhou, O. V. Prezhdo, E. L. Runnerstrom, J. P. Maria, and P. E. Hopkins, ACS Photonics 5, 4880 (2018).
  36. Н. А. Иногамов, В. А. Хохлов, С. А. Ромашевский, Ю. В. Петров, В. В. Жаховский, С. И. Ашитков, Письма в ЖЭТФ 117, 107 (2023).
  37. P. E. Hopkins, J. M. Klopf, and P. M. Norris, Appl. Optics 46, 2076 (2007).
  38. C. V. Thompson, Annu. Rev. Mater. Res. 42, 399 (2012).
  39. F.-Y. Ma, J.-P. Su, Q.-X. Gong, J. Yang, Y.-L. Du, M.-T. Guo, and B. Yuan, Chin. Phys. Lett. 28, 097803 (2011).
  40. P. B. Johnson and R. W. Christy, Phys. Rev. B 9, 5056 (1974).
  41. V. V. Temnov, K. Sokolovski-Tinten, P. Zhou, and D. von der Linde, J. Opt. Soc. Am. B 23, 1954 (2006).
  42. М. Б. Агранат, Н. Е. Андреев С. И. Ашитков, М. Е. Вейсман, П. Р. Левашов, А. В. Овчинников, Д. C. Ситников, В. Е. Фортов, К. В. Хищенко, Письма в ЖЭТФ 85, 328 (2007).
  43. E. Silaeva , L. Saddier, and J.-P. Colombier, Appl. Sci. 11, 9902 (2021).
  44. В. А. Хохлов, С. А. Ромашевский, С. И. Ашитков, Н. А. Иногамов, Письма в ЖЭТФ 120, 550 (2024).
  45. J. Bonse, K.-W. Brzezinka, and A. J. Meixner, Appl. Surf. Sci. 221, 215 (2004).
  46. N. J. Tostanoski and S. K. Sundaram, Sci. Rep. 13(1), 1 (2003).
  47. И. К. Кикоин, Таблица физических величин, Спр., Атомиздат, М. (1976), 177 с.
  48. N. Laman and D. Grischkowsky, Appl. Phys. Lett. 93(5), 051105 (2008).
  49. M. A. Ordal, R. J. Bell, R. W. Alexander, Jr., L. L. Long, and M. R. Querry, Appl. Optics 26(4), 744 (1987).
  50. Н. А. Винокуров, Б. А. Князев, Г. Н. Кулипанов, А. Н. Матвеенко, В. М. Попик, В. С. Черкасский, М. А. Щеглов, ЖТФ 77(7), 91 (2007).
  51. T. Saito, O. Matsuda, and O. Wright, Phys. Rev. B 67, 205421 (2003).
  52. V. A. Khokhlov, N. A. Inogamov, V. V. Zhakhovsky, V. V. Shepelev, and D. K. Il’nitsky, J. Phys.: Conf. Ser. 653, 012003 (2015).
  53. С. И. Ашитков, П. С. Комаров, Е. В. Струлева, А. А. Юркевич, М. Б. Агранат, ТВТ 54, 957 (2016).
  54. J. Winter, S. Rapp, M. Schmidt, and H. P. Huber, Appl. Surf. Sci. 417, 2 (2017).
  55. S. Krishnan, K. J. Yugawa, and P. C. Nordine, Phys. Rev. B 55, 8201 (1997).
  56. D. S. Ivanov and L. V. Zhigilei, Phys. Rev. B 68, 064114 (2003).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Российская академия наук