[发明专利]一种飞秒激光调控GemSbnTek晶态纳米结构几何形态方法

摘要

一种飞秒激光调控Ge_mSb_nTe_k晶态纳米结构几何形态方法，属于飞秒激光应用领域。该方法通过多脉冲飞秒激光脉冲诱导无定形Ge_mSb_nTe_k薄膜材料去润湿效应制备多维晶态纳米结构的基础上，通过对入射飞秒激光脉冲偏振态进行控制，实现对多维纳米结构几何形态的控制。当采用线偏振飞秒激光脉冲辐照时，所得晶态纳米结构呈各向异性的纺锤形几何形态，且长轴方向垂直于入射激光线偏振方向；当采用圆偏振飞秒激光脉冲辐照时，所得晶态纳米结构呈各项同性圆球形几何形态。本方法简单有效，通过激光偏振态的调节，精确控制产生纳米结构的几何形态，从而控制电介质纳米结构的光学响应。该方法在大面积、低损耗光子应用上光的控制具有至关重要的应用前景。

主权项

1.一种飞秒激光调控Ge_mSb_nTe_k晶态纳米结构几何形态方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，样本制备：在基底表面镀20～70nm厚的无定形Ge_mSb_nTe_k薄膜；步骤二，激光能量调节：利用半波片‑偏振片组合及中性密度衰减片调节激光能量使之大于淀积薄膜样本的烧蚀阈值，且激光能量能够连续调节，脉冲能量调节为多脉冲烧蚀阈值的1.2～2.5倍；步骤三，将被加工样本固定在六维平移台上，通过成像CCD观测，调整光路，确保激光入射方向与所加工样本表面垂直；步骤四，在线偏振态多脉冲飞秒激光作用下调节不同的线偏振方向，或者对激光偏振态进行调控呈圆偏振态；在线偏振飞秒激光作用条件下，激光作用区域表面结构沿着高斯形激光分布，自边缘向中心呈现出表面波纹结构‑周期性排列纳米结构‑单纳米颗粒复合结构，其中表面波纹结构及周期性排列纳米结构排列方向垂直于线偏振激光方向，且周期性排列纳米结构呈长轴垂直于激光偏振方向的各向异性椭球几何形态，中心单纳米颗粒呈现长轴垂直于激光偏振方向的各向异性纺锤形几何形态；在圆偏振态多脉冲飞秒激光作用下，激光作用区域表面结构沿高斯形激光分布，自边缘向中心呈现均匀排列纳米结构‑单纳米颗粒复合结构，其中均匀排列的纳米结构呈现各向同性的球形结构，中心单纳米颗粒亦呈现各向同性的球形几何形态；在所选基底表面，二氧化硅、硅或SOI材料上淀积无定形Ge_mSb_nTe_k薄膜采用磁控溅射的方法，厚度范围为20nm～70nm，m，n，k值的选择通过磁控溅射所用靶材成分控制。