Publication detail

Non-thermal regimes of laser annealing of semiconductor nanostructures: crystallization without melting

Year: 2023

Type of publication: článek v odborném periodiku

Name of source: Frontiers in Nanotechnology

Publisher name: FRONTIERS MEDIA SA

Place: LAUSANNE

Page from-to: 1271832

Titles:

Language	Name	Abstract	Keywords
cze	Netepelné režimy laserového žíhání polovodičových nanostruktur: krystalizace bez tavení	Nanostrukturní polovodičové materiály se obvykle nacházejí po své přípravě v amorfní formě, kterou je třeba převést na krystalickou, aby se zlepšily elektronické vlastnosti a dosáhlo se vylepšených aplikačních funkcí. Nejpoužívanější metodou je tepelné žíhání v peci, které je však časově a energeticky náročné a není použitelné pro nízkoteplotní tavné substráty. Alternativou je laserové žíhání, které lze provést v relativně krátké době a navíc nabízí možnost žíhání lokalizovaných oblastí. Laserem žíhané nanostruktury jsou však často deformovány tavením, přičemž zachování takto připravené morfologie je pro praktické aplikace zásadní. V této práci analyzujeme podmínky netepelného ultrarychlého laserového žíhání dvou druhů nanostruktur: anodických vrstev nanotrubiček TiO2 a vícevrstvých vrstev Ge/Si. V obou případech byly nalezeny režimy krystalizace, které vedou k zachování výchozích morfologií nanomateriálů bez jakýchkoli známek tání. Na těchto příkladech jsou diskutovány ultrarychlé netepelné mechanismy transformace strukturálních materiálů, které mohou poskytnout nové příležitosti pro konverzi amorfních polovodičových nanomateriálů do požadované krystalické formy, která je pro stávající i nově vznikající technologie vysoká.	amorfní nanotrubice TiO2; ultrakrátké laserové pulsy; laserem indukovaná krystalizace; netepelné procesy; stresové vlny; vícevrstvé nanofilmy; selektivní žíhání
eng	Non-thermal regimes of laser annealing of semiconductor nanostructures: crystallization without melting	As-prepared nanostructured semiconductor materials are usually found in an amorphous form, which needs to be converted into a crystalline one for improving electronic properties and achieving enhanced application functionalities. The most utilized method is thermal annealing in a furnace, which however is time- and energy-consuming and not applicable for low-temperature melting substrates. An alternative is laser annealing, which can be carried out in a relatively short time and, additionally, offers the possibility of annealing localized areas. However, laser-annealed nanostructures are often distorted by melting, while preserving the as-prepared morphology is essential for practical applications. In this work, we analyze conditions of non-thermal ultrafast laser annealing of two kinds of nanostructures: anodic TiO2 nanotube layers and Ge/Si multilayer stacks. For both cases, regimes of crystallization have been found, which yield in preserving the initial nanomaterial morphologies without any melting signs. On these examples, ultrafast non-thermal mechanisms of structural material transformation are discussed, which can provide new opportunities for conversion of amorphous semiconductor nanomaterials into a desired crystalline form that is of high demand for existing and emerging technologies.	amorphous titania nanotubes; ultrashort laser pulses; laser-induced crystallization; non-thermal processes; stress waves; multilayer nanofilms; selective annealing

Search

Login for students

Login for employees

Publication detail

Departments

Other Parts

Map

Services

Popular Links