استفاده از فرآیند بازپخت با گرادیان دما-زمان برای بهبود آستانۀ آسیب ناشی از لیزر فمتوثانیه‌ای در لایه‌های نازک نوری 2TiO / راستی‌آزمایی با مطالعۀ XPS

بنانج, علیرضا; خطیری, مهدیه; شاهرخ آبادی, حسین; پارسا, زهره; عادل خانی, هادی

doi:10.47176/ijpr.25.3.22030

استفاده از فرآیند بازپخت با گرادیان دما-زمان برای بهبود آستانۀ آسیب ناشی از لیزر فمتوثانیه‌ای در لایه‌های نازک نوری 2TiO / راستی‌آزمایی با مطالعۀ XPS

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

علیرضا بنانج ¹

مهدیه خطیری ¹

حسین شاهرخ آبادی ¹

زهره پارسا ²

هادی عادل خانی ³

¹ پژوهشکده فناوری فوتونیک و کوانتوم، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای

² دانشگاه خوارزمی، گروه فیزیک، ایران

³ پژوهشکده چرخه سوخت هسته‌ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای

https://doi.org/10.47176/ijpr.25.3.22030

چکیده

در این پژوهش، اثر فرآیند بازپخت کنترل‌شده پس از لایه‌نشانی بر ویژگی‌های نوری، ترکیب شیمیایی و پیش‌بینی‌های نظری مربوط به آستانۀ آسیب ناشی از لیزر فمتوثانیه‌ای در لایه‌های نازک ₂TiO مورد بررسی قرار گرفته است. نشان داده شد که با به‌کارگیری فرآیند بازپخت دارای گرادیان دما-زمان، می‌توان ویژگی‌های نوری لایه‌های نشاند‌ه‌شده را به‌طور هدفمند تنظیم کرد و در نتیجه، آستانۀ آسیب ناشی از لیزر فوق‌سریع را به‌طور قابل‌توجهی بهبود بخشید. همچنین، نتایج به‌دست‌آمده با یافته‌های حاصل از تحلیل‌گر XPS نمونه‌های لایه‌نشانی‌شده در دو شرایط متفاوت بازپخت، مطابقت خوبی نشان داد.

کلیدواژه‌ها

آستانه تخریب

لیزر فمتوثانیه

باز پخت

گرادیان دما-زمان

طیف نگاری الکترونهای نوری تابش ایکس

موضوعات

فیزیک سطح

عنوان مقاله English

Utilization of the time-temperature gradient post annealing process for enhancing femtosecond laser induced damage threshold of TiO2 optical films/ verification by XPS study

نویسندگان English

Alireza Bananej ¹

Mahdieh Khatiri ¹

Hossein Shahrokhabadi ¹

Zohreh Parsa ²

Hadi Adelkhani ³

¹ 1Photonics and quantum technology research school, Nuclear Science and Technology Research Institute

² Kharazmi university, Physics Department, Iran

³ Nuclear fuel cycle research school, Nuclear Science and Technology Research Institute

چکیده English

In this study we have investigated the effect of controlled post annealing process on the optical properties, chemical composition, and theoretical predictions of femtosecond laser induced damage threshold of TiO₂ thin films. It has been shown, by using time temperature gradient annealing process, optical properties of the deposited films can be tailored, and hence, predicted ultra-fast laser induced damage threshold can be enhanced considerably. Also, the above results were in a good agreement with the XPS results of the deposited samples at two distinct annealing processes.

کلیدواژه‌ها English

Damage threshold

Femtosecond laser

Annealing

Time- temperature gradient

Xray photoelectron spectroscopy

P Maine, et al, IEEE Journal of Quantum electronics 24(2) )1988( 398.
D Ristau, CRC Press (2014).
A C Tien, et al, , Physical Review Letters 82(19) (1999) 3883.
A Bananej, et al, Optics & Laser Technology 42(8) (2010)1187.
M Mero, et al , Physical Review B 71 (11) (2005) 115109.
H Shahrokhabadi, et al, Thin Solid Films 669 (2019)168.
M Magnote, et al, Optics letters 37 (9) (2012) 1478.
H Shahrokhabadi, et al , Thin Solid Films 636 (2017) 289.
A Hassanpour, et al , Applied Surface Science (2012) 2395.
M Calgar,et al, Journal of Optoelectronics and Advanced Materials 8 (4) (2006)1410.
Tauc, J. Materials Research Bulletin. 3 (1968) 37. doi:10.1016/0025-5408(68)90023-8.
B Bharti, et al, Scientific Reports 6 (1) (2016)1.
P Babelon, et al, Thin Solid Films 322(1-2) (1998)63.
A Hassanpour, et al, Optik 124 (1) (2013) 35.
C Yang, et al, Applied Surface Science 254 (9) (2008) 2685.
Burstein, Elias , Physical Review (1954) 632.