Refractive index of multiline nanosecond laser-induced periodic surface structures and porous silicon



Título del documento: Refractive index of multiline nanosecond laser-induced periodic surface structures and porous silicon
Revista: Revista mexicana de física
Base de datos: PERIÓDICA
Número de sistema: 000347243
ISSN: 0035-001X
Autores: 1
2
3
Instituciones: 1Universidad Nacional de Colombia, Departamento de Física, Bogotá. Colombia
2Grupo de Materiales con Aplicaciones Tecnológicas, Bogotá. Colombia
3Universidad Nacional de Colombia, Departamento de Ingeniería Mecánica y Mecatrónica, Bogotá. Colombia
Año:
Periodo: Dic
Volumen: 57
Número: 6
Paginación: 475-480
País: México
Idioma: Inglés
Tipo de documento: Artículo
Enfoque: Analítico, teórico
Resumen en español Para estudiar el efecto del tratamiento con laser multilınea en la respuesta optica del silicio, un conjunto de obleas de silicio tipo p monocristalino con resistividad entre 0,01 y 0,02 ­m, espesor de 525 ¹m y orientacion [111], fue irradiado con un laser Nd: YAG pulsado multil´ınea (1064, 532 y 355 nm) aplicando energ´ıas entre 310 y 3100 J. Un grupo superficies fue producido utilizando soplado con gas argon, mientras que otro grupo fue fabricado en atmosfera libre. Utilizando microscopıa confocal, se observo que las muestras protegidas con gas presentaron estructuras de superficie periodicas en forma de ondas con un paso promedio de 547 nm. A traves de pruebas de reflectancia difusa, se confirm´a que en proporcion a la suministrada en el tratamiento laser, estas superficies reflejan entre 10% y 30% en la region UV y entre 60% y 80% en la region IR. De otro lado, las superficies tratadas en atmosfera libre presentaron estructuras y propiedades de difraccion caracterısticas del silicio poroso (PS). El ındice de refraccion de las superficies con estructuras periodicas se calculo con base en las medidas de reflectancia difusa mientras que el de las superficies tipo PS se calculo utilizando la fraccion de vacios (poros) en la superficie que a su vez se con el software de analisis de imagenes del microscopio confocal
Resumen en inglés To study the effect of multiline laser processing in the optical response of silicon, a set of p-type single-crystalline silicon wafers with 0.01 to 0.02 ­m resistivity, 525 ¹m thickness, and [111] orientation, was irradiated with a multiline Nd:YAG pulsed laser (1064, 532 and 355 nm) applying energies from 310 to 3100 J. A group of those surfaces was produced using argon gas blowing, while other group was manufactured in free atmosphere. Using confocal microscopy, it was observed that the gas-protected samples shown surface periodic structures in the form of ripples with an average pitch of 547 nm. Trough diffuse reflectance tests it was determined that proportionally to the energy supplied in the laser processing, these surfaces reflect between 10% and 30% in the UV region and between 60% and 80% in the IR region. On the other hand, the free atmosphere-made surfaces presented structures and diffraction properties characteristic of porous silicon (PS). The refractive index of the surfaces with periodic structures was calculated based on the diffuse reflectance measures while that of PS surfaces was calculated using the surface voids fraction (pores) determined with the confocal microscope image analysis software
Disciplinas: Física y astronomía
Palabras clave: Física de materia condensada,
Ablación láser,
Silicio,
Estructuras periodicas,
Silicio poroso,
Indice de refracción
Keyword: Physics and astronomy,
Condensed matter physics,
Laser ablation,
Silicon,
Periodic structures,
Porous silicon,
Refractive index
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