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Femtosecond laser ablation of silicon-modification thresholds and morphology

  • We investigated the initial modification and ablation of crystalline silicon with single and multiple Ti:sapphire laser pulses of 5 to 400 fs duration. In accordance with earlier established models, we found the phenomena amorphization, melting, re-crystallization, nucleated vaporization, and ablation to occur with increasing laser fluence down to the shortest pulse durations. We noticed new morphological features (bubbles) as well as familiar ones (ripples, columns). A nearly constant ablation threshold fluence on the order of 0.2 J/cm2 for all pulse durations and multiple-pulse irradiation was observed. For a duration of ,100 fs, significant incubation can be observed, whereas for 5 fs pulses, the ablation threshold does not depend on the pulse number within the experimental error. For micromachining of silicon, a pulse duration of less than 500 fs is not advantageous.

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Autor*innen:Jörn BonseORCiD, Steffen Baudach, Jörg KrügerORCiD, Wolfgang Kautek, Matthias Lenzner
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Applied physics A
Jahr der Erstveröffentlichung:2002
Verlag:Springer
Verlagsort:Berlin
Jahrgang/Band:74
Ausgabe/Heft:1
Erste Seite:19
Letzte Seite:25
DOI:10.1007/s003390100893
ISSN:0947-8396
Verfügbarkeit des Dokuments:Physisches Exemplar in der Bibliothek der BAM vorhanden ("Hardcopy Access")
Bibliotheksstandort:Sonderstandort: Publica-Schrank
Datum der Freischaltung:19.02.2016
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:27.01.2005
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