Исследование формирования микро- и наноструктур на поверхности твердых тел при облучении лазерными импульсами наносекундной длительности

Цель: теоретическое и экспериментальное исследование процессов формирования микро- и наноструктур на поверхности твердых тел - металлов и их сплавов, полупроводников и керамик при облучении лазерными импульсами наносекундной длительности. Предложено разработать теоретическую модель образования микро- и наноструктур на поверхности твердых тел при облучении лазерными импульсами наносекундной длительности, произвести с ее помощью расчет основных параметров поверхностных структур и методом прямого лазерного наноструктурирования обработать образцы из титана, германия, нержавеющей стали и диоксида циркония с их дальнейшим исследованием с помощью атомно-силовой и сканирующей электронной микроскопии. Построена теоретическая модель образования наноструктур при оплавлении поверхности твердого тела лазерными импульсами наносекундной длительности. Получены расчетные зависимости толщины оплавленного слоя на поверхности материала, времени кристаллизации расплава и радиуса кристаллического зародыша от плотности падающей энергии и длительности импульса для титана, германия и нержавеющей стали. Оценены период формируемых структур на диоксиде циркония и температура растрескивания его поверхностного слоя при облучении наносекундными лазерными импульсами. Предложена классификация поверхностных рельефов, различающихся формой и размерами образующихся структур, их периодичностью и физическим механизмом образования структур в зоне пятна облучения.