钌薄膜中的激光诱导电子动力学与表面改性

我们对飞秒激光辐照诱导的钌薄膜加热与损伤进行了实验与理论研究。给出了采用旋转样品、可显著减少辐照光斑内热积累的光学泵浦-探测热反射实验的结果。我们展示了表面形貌的演化：在低和中等激光通量下为热诱导氧化层生长，在高通量下为开裂与沟槽化。对泵浦-探测信号的理论分析使我们能将钌中热电子的行为与费米涂抹机制联系起来。加热分析通过双温模型与分子动力学模拟进行，其结果表明计算得到的熔化阈值高于实验损伤阈值。我们将其归因于热诱导表面应力导致开裂，并累积为更严重的损伤形貌。我们的结果为钌光学元件的运行条件提供了上限，也指向对其他过渡金属中费米涂抹机制的进一步研究。