利用脉冲 Bessel 光束制造掺杂金刚石中的图腾微电极
材料科学
2024-06-21 v1 光学
摘要
我们展示了利用脉冲 Bessel 光束在脉冲模式激光写入 regime 中制造金刚石中导电图腾微电极的方法。图腾导线在 500 微米厚的单晶 HPHT 金刚石（带 (100) 晶向）中垂直于样品表面制造，无需光束扫描或样品移动。在此基础上，研究了不同脉冲特征对图腾电极电阻率的作用，分别考虑两种截然不同的脉冲持续时间：200 fs 和 10 ps，并考察热退火的作用。实施微型拉曼光谱来探讨激光诱导的晶体改性，比较了两种不同激光重复频率（20 Hz 和 200 kHz）的结果。还比较了使用 10 ps 单个脉冲与使用相似总时长的脉冲束（sub-pulses）制造的电极电阻率，并我们表明脉冲模式写入 regime 允许制造更导电的微电极，这归功于热积累过程导致更强的图腾化。此外，利用时长最长的脉冲（约 46.7 ps）特征，包含 32 个 200 fs 脉冲，脉冲内时间延迟为 1.5 ps（亚 THz 脉冲），可制造出本工作中电阻率最低的图腾导线，尤其在低重复频率（如 20 Hz）下。事实上，即使在由 femtosecond 脉冲构成的脉冲束中，即使脉冲持续时间较短，也能制造出电阻率约为 0.01 欧厘米的微电极，这与标准写入 regime 使用单个 fs 脉冲通常制造较不导电的微电极的结果形成鲜明对比。
引用
@article{arxiv.2406.12886,
title = {Bessel beam fabrication of graphitic micro electrodes in diamond using laser bursts},
author = {Akhil Kuriakose and Francesco P. Mezzapesa and Caterina Gaudiuso and Andrea Chiappini and Federico Picollo and Antonio Ancona and Ottavia Jedrkiewicz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.12886},
year = {2024}
}