Формирование наноструктур и нанодефектов на поверхности материалов при лазерном воздействии на вещества

• Изучены существующие способы получения углеродных наноструктур.
• Проанализирована зависимость свойств углеродных частиц от условий получения.
• Предложена экспериментальная схема по получению нанодефектов и наночастиц при лазерном воздействии на поверхность углеродосодержащих материалов в атмосферном воздухе

• Проведены исследования эволюции поверхности углеродсодержащих материалов после лазерного воздействия с помощью лазерного монитора, атомно-силовой и электронной микроскопии.
• Проанализирована зависимость свойств облученной поверхности от параметров лазерного излучения.
• Предложен метод восстановления профиля поверхности графита, эволюционирующего под воздействием лазерного излучения. Приведены результаты.

В результате проведенной по данной части работы был, во-первых, разработан экспериментальный способ получения микронных пор на поверхности мишени в процессе развития неустойчивости Рэлея-Тейлора в ванне расплава, во-вторых, получен способ получения тонких слоев напыленного материала в процессе осаждения частиц из плазменного факела за границам и области воздействия лазерного излучения на вещество. В-третьих, предложен способ синтеза тонких пленок углерода и протяженных массивов наноструктур на поверхности холодной подложки при управляемом осаждении паров углерода. Полученные результаты, позволят на следующем этапе проекта разработать способ получения тонких пленок и покрытий с управляемой топологией.

2.1. Результаты работы на отчетном этапе, в том числе: разработанные виды продукции (веществ / устройств / программных продуктов / технологий / методов и результатов исследований) с указанием их характеристик, полученных, в том числе, по результатам испытаний, оценка соответствия этих характеристик требованиям технического задания.
В рамках работ по проекту разработан способ получения протяженных массивов наноструктур (площадью до 1см2) высотой структур от 40-500нм в процессе управляемого осаждения частиц из плазменно-эрозионного факела при воздействии лазерного излучения с интенсивностью 105-107Вт/см2.
2.2. Новизна научных, конструкторских или технологических решений в сравнении с другими работами, родственными по тематике и целевому назначению и определяющими мировой уровень.
Разработанный способ позволяет формировать протяженные массивы наноструктур на поверхности холодных подложек помещенных в лазерно-индуцированную плазму в присутствии атмосферного воздуха. Дополнительной особенностью является возможность управления свойствами осаждаемого слоя за счет предварительного формирования рельефа мишени и изменения геометрии эксперимента. Проведенные эксперименты позволили производить осаждение частиц на площадях от 1мм2 до 1см2 без изменений в экспериментальной схеме.
Высокий уровень проведенных работ подтверждается представлением результатов на международных конференциях (Laser Assisted Net-Shape Engineering -2007, Modern Problem of Laser Physics – 2008 и др.), а также публикациями в журналах «Квантовая электроника», «Микро и наносистемная техника», «Оптический журнал».