| Название НИОКТР |
Начальная динамика электронной подсистемы проводников при абляции и структурировании фемтосекундными лазерными импульсами
|
| Аннотация |
Современная лазерная техника позволяет решать широкий круг фундаментальных и прикладных задач, основанных на нелинейном взаимодействии электромагнитных полей с веществом. Одно из активно развивающихся направлений – обработка твёрдых тел короткими оптическими импульсами. Эффекты лазерной абляции и спонтанного формирования лазерно-индуцированных периодических поверхностных структур (англ. аббревиатура LIPSS) были открыты вскоре после изобретения лазера и впоследствии воспроизведены для многих материалов, включая металлы. Несмотря на активные исследования, многие фундаментальные аспекты этих процессов остаются малоизученными. Прикладное значение явлений лазерной абляции и формирования субволновых структур связано с возможностью быстро и контролируемым образом создавать упорядоченный рельеф поверхности или объёмной диэлектрической проницаемости микро- и нанометрового масштаба. Модификация поверхности может существенно изменять оптические, электрические, механические, адгезионные и другие свойства образца.
Фундаментальный интерес к этому направлению обусловлен проявлением малоизученных нелинейно-оптических свойств твёрдых тел в процессе взаимодействия, а также возможностью получить новые данные об электродинамике различных сред в сильно неравновесном состоянии. На сегодняшний день механизмы структурирования твёрдых тел фемтосекундными лазерными импульсами остаются во многом дискуссионными, хотя их понимание важно не только для достижения прогресса в области обработки материалов, но и для построения более корректных моделей взаимодействия мощного излучения с веществом. Так, например, общепринятые модели периодического структурирования металлов и полупроводников сталкиваются с трудностями в объяснении одноимпульсных экспериментов или экспериментов с малым числом импульсов. Остаётся актуальной проблема аномальной глубины лазерной абляции и, в целом, вопрос о механизмах транспорта тепла в неравновесных металлах и полупроводниках. Формирование поверхностных структур и лазерная абляция тесно связаны между собой, поэтому представляется обоснованным изучать их параллельно и в рамках единого подхода. Как правило, эти эффекты сменяют друг друга по мере увеличения интенсивности оптических импульсов, воздействующих на один и тот же материал, а на периферии абляционных кратеров часто наблюдается периодический рельеф поверхности.
Представленный проект посвящён как экспериментальному, так и теоретическому исследованию механизмов абляции и структурирования металлов и полупроводников при облучении фемтосекундными оптическими импульсами. Основное внимание будет уделено первым стадиям процесса: это неоднородное поглощение излучения и последующая пространственно-временная динамика электронной подсистемы на временах до 1-2 пикосекунд, то есть до начала основного нагрева и плавления кристаллической решётки. Анализ литературы показывает, что именно эта стадия на сегодняшний день наименее изучена, поскольку связана с быстрым переходом материала в неравновесное состояние (из-за нагрева электронной подсистемы) и нелинейной конверсией падающего излучения в новые электромагнитные моды. В рамках проекта предполагается установить, в том числе, роль спонтанного распада излучения накачки на встречные поверхностные плазмон-поляритоны, которые должны обеспечивать пространственно-периодический нагрев. Параллельно будет продолжено развитие предложенной членами проекта теории структурирования проводящих материалов интенсивными импульсами с учётом резкого изменения свойств облучаемого материала и возможности рассеяния падающего излучения на собственных колебаниях среды.
|
| Доступ к ОКОГУ исполнителя |
False
|
| Количество связанных РИД |
0
|
| Количество завершенных ИКРБС |
0
|
| Сумма бюджета |
21000.0
|
| Дата начала |
2025-05-28
|
| Дата окончания |
2027-12-31
|
| Номер контракта |
25-12-00353
|
| Дата контракта |
2025-05-28
|
| Количество отчетов |
1
|
| УДК |
535:621.373.826:539
|
| Количество просмотров |
6
|
| Руководитель работы |
Бодров Сергей Борисович
|
| Руководитель организации |
Денисов Григорий Геннадьевич
|
| Исполнитель |
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЦЕНТР ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ ИМ. А.В. ГАПОНОВА-ГРЕХОВА РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК"
|
| Заказчик |
Российский научный фонд
|
| Федеральная программа |
Отсутствует
|
| Госпрограмма |
—
|
| Основание НИОКТР |
Грант
|
| Последний статус |
2025-10-24 19:27:48 UTC, 2025-10-24 19:27:48 UTC
|
| ОКПД |
Услуги, связанные с научными исследованиями и экспериментальными разработками в области физики
|
| Отраслевой сегмент |
—
|
| Минздрав |
—
|
| Межгосударственная целевая программа |
—
|
| Ключевые слова |
НАКАЧКА-ЗОНДИРОВАНИЕ; НЕЛИНЕЙНОЕ ПОГЛОЩЕНИЕ; ПОВЕРХНОСТНЫЕ ПЛАЗМОН-ПОЛЯРИТОНЫ; ЛАЗЕРНАЯ АБЛЯЦИЯ; НЕЛИНЕЙНАЯ ОПТИКА; ФЕМТОСЕКУНДНЫЕ ЛАЗЕРНЫЕ ИМПУЛЬСЫ; МИКРОСТРУКТУРИРОВАНИЕ; МЕТАЛЛ
|
| Соисполнители |
—
|
| Типы НИОКТР |
Фундаментальное исследование
|
| Приоритетные направления |
—
|
| Критические технологии |
—
|
| Рубрикатор |
29.33.47 - Воздействие лазерного излучения на вещество
|
| OECD |
—
|
| OESR |
Оптика (включая лазерную оптику и квантовую оптику)
|
| Приоритеты научно-технического развития |
а) переход к передовым технологиям проектирования и создания высокотехнологичной продукции, основанным на применении интеллектуальных производственных решений, роботизированных и высокопроизводительных вычислительных систем, новых материалов и химических соединений, результатов обработки больших объемов данных, технологий машинного обучения и искусственного интеллекта;
|
| Регистрационные номера |
—
|
