Nano saniye atımlı 1064 nm fiber lazer ile yüzey dokulandırmasının tek kristal silisyumun optik yansıma ve soğurmasına etkisi

Yükselteç ile güçlendirilmiş ana salınıcı mimarisine (MOPA- master oscillator power amplifier architecture) sahip, atımlı bir şekilde modüle edilen, 1064 nm merkez dalgaboyunda çalışan bir fiber lazer ile n tipi, (100) kristal yönelimli tek kristal silisyum dilim yüzeyinde dokulandırma işlemleri gerçekleştirilmiştir. Yapılan dokulandırma işlemleri, 40 – 100 kHz lazer tekrar frekansı aralığında, 10, 15 ve 20 W lazer ortalama güçleri ve 50 – 2000 mm/s tarama hızı aralığında yapılmıştır. Odaklanmış lazer demet çapı ve lazer atım süresi sabit tutulmuştur. Farklı lazer atım parametreleriyle üretilen örneklerin optik yansıma değerleri Fourier dönüşümlü yansıma ve geleneksel optik yansıma deney teknikleriyle ölçülmüştür. Daha sonra, elektriksel ölçümler için, ısıl buharlaştırma kaplama tekniğiyle, örneklerin yüzeylerine paralel geometriye sahip alüminyum kontaklar atılmış ve Fourier Dönüşümlü Fotoiletkenlik Spektroskopisi (Fourier Transform Photoconductivity Spectroscopy - FTPS) tekniği ile örneklerin dalga boyuna bağlı soğurma katsayıları ölçülmüştür. Dokulandırılmış örnek yüzeylerinin morfolojileri, Taramalı Elektron Mikroskobu (Scanning Electron Microscope- SEM) ile görüntüleri incelenmiştir. Deneyler sonucunda, lazer parametrelerine bağlı olarak, nanosaniye atımlı 1064 nm fiber lazer ile yüzey dokulandırmasının kristal silisyum yüzeyinden yansımanın önemli ölçüde azalttığı ve soğurma katsayılarını ise belirgin biçimde artırdığı sonucuna ulaşılmıştır. Deneysel sonuçlar, özellikle, odaklanmış lazer demetinin örtüşme oranları ve tarama hızı temelinde tartışılmıştır.