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超短脉冲激光辐照硅膜的热弹性

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郭春凤, 于继平, 王德飞, 齐文宗. 2008: 超短脉冲激光辐照硅膜的热弹性, 强激光与粒子束, 20(6): 907-911.
引用本文: 郭春凤, 于继平, 王德飞, 齐文宗. 2008: 超短脉冲激光辐照硅膜的热弹性, 强激光与粒子束, 20(6): 907-911.
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GUO Chun-feng, YU Ji-ping, WANG De-fei, QI Wen-zong. 2008: Thermoelasticity effect on Si film irradiated by ultra-short pulse laser, High Power Lase and Particle Beams, 20(6): 907-911.
Citation: GUO Chun-feng, YU Ji-ping, WANG De-fei, QI Wen-zong. 2008: Thermoelasticity effect on Si film irradiated by ultra-short pulse laser, High Power Lase and Particle Beams, 20(6): 907-911.
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超短脉冲激光辐照硅膜的热弹性

  • 四川大学,电子信息学院,成都,610064

Thermoelasticity effect on Si film irradiated by ultra-short pulse laser

  • 摘要: 考虑到热电子崩力的影响,在基于玻耳兹曼理论弛豫时间近似的非线性自相关模型基础上,将晶格温度与应变速率相耦合,建立了超短脉冲激光作用下半导体材料的超快热弹性模型.在单轴应变条件下,利用有限差分法模拟了500 fs脉冲激光作用下2 μm厚硅膜内的载流子温度、晶格温度、载流子数密度、热应力和热电子崩力等的变化情况.结果表明:在低能量密度激光条件下,热弹性效应对半导体材料的影响很小;载流子温度达到峰值的时间比激光强度达到峰值的时间早,随后载流子数密度达到峰值,以及激光脉冲作用5 ps以后硅膜趋于总体热平衡;在脉冲辐照早期,非热平衡阶段形成的热电子崩力在超快损伤过程中起主要作用.
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出版历程
  • 刊出日期:  2008-06-30

超短脉冲激光辐照硅膜的热弹性

  • 四川大学,电子信息学院,成都,610064

摘要: 考虑到热电子崩力的影响,在基于玻耳兹曼理论弛豫时间近似的非线性自相关模型基础上,将晶格温度与应变速率相耦合,建立了超短脉冲激光作用下半导体材料的超快热弹性模型.在单轴应变条件下,利用有限差分法模拟了500 fs脉冲激光作用下2 μm厚硅膜内的载流子温度、晶格温度、载流子数密度、热应力和热电子崩力等的变化情况.结果表明:在低能量密度激光条件下,热弹性效应对半导体材料的影响很小;载流子温度达到峰值的时间比激光强度达到峰值的时间早,随后载流子数密度达到峰值,以及激光脉冲作用5 ps以后硅膜趋于总体热平衡;在脉冲辐照早期,非热平衡阶段形成的热电子崩力在超快损伤过程中起主要作用.

English Abstract

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