Все новости

В МГУ выявили закономерности механизмов ионизации для разработки новых сенсоров

Исследование поможет разработать новые методы микрообработки

ТАСС, 20 ноября. Исследователи Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова выявили изменения механизмов ионизации, которые ускорят создание сенсоров нового поколения. Результаты работы опубликованы в журнале Scientific Reports, сообщила в пятницу пресс-служба вуза.

Создаваемые сегодня источники излучения в среднем инфракрасном (ИК) диапазоне обладают ультракороткой длительностью вплоть до десятков. Изменение длины волны и длительности импульса лазерного излучения влияет на взаимодействие излучения с веществом, что делает исследования в этой области перспективным направлением для создания новых технологий. Для этих целей авторы работы проанализировали особенности необратимых изменений структуры диэлектриков и полупроводников под воздействием лазерного излучения с разной длиной волны.

"В данной работе [ученым] впервые удалось проследить изменение описанных механизмов от видимого диапазона длины ИК-волн до среднего как экспериментально, так и с помощью численного моделирования. Полученная информация позволяет судить о зависимости порога повреждения материала от длины волны. <…> Исследование поможет разработать новые методы микрообработки, приблизит создание сенсоров нового типа, а также будет полезно в биомеханике и реабилитационной инженерии", - говорится в сообщении.

Ультракороткая длительность волн запускает генерацию плазмы - возбуждение и ионизацию электронов атомов. При этом в видимом диапазоне длин волн наблюдается многофотонная ионизация, а в среднем ИК-диапазоне этот процесс происходит за счет "туннельного механизма", выяснили ученые. Созданные в результате этого электроны нагреваются под воздействием лазерного импульса, интенсивность этого процесса напрямую зависит от длины волны. Самой эффективной для нагрева электронов исследователи назвали длину волн в границах 3-4 микрометров.

Авторы работы разработали теоретическую модель и комплекс программ для расчета процессов ионизации. Полученные результаты важны для развития технологий оптических ИК-устройств и лазерных источников, считают они.

"Понимание механизмов ионизации, предшествующих пробою, позволяет управлять этим явлением. В частности, создание модифицированных областей с управляемой морфологией, размером и структурой является важной задачей лазерной микрообработки. <…> Новые методы микрообработки важны, например, для создания сенсоров на основе волоконных Брэгговских решеток в биомеханике", - считает Федор Потемкин, доцент кафедры общей физики и волновых процессов физического факультета МГУ, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Теги