1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования
  4. № 12, 2023

Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 2023, № 12, стр. 25-30

Исследование влияния травления ионными пучками на шероховатость поверхности монокристаллического сапфира

М. С. Михайленко a, *, А. Е. Пестов a, М. В. Зорина a, А. К. Чернышев a, Н. И. Чхало a, И. Э. Шевчук a

a Институт физики микроструктур РАН
603950 Нижний Новгород, Россия

* E-mail: mikhaylenko@ipmras.ru

Поступила в редакцию 11.12.2022
После доработки 05.02.2023
Принята к публикации 05.02.2023

Аннотация

Для повышения средней и пиковой мощности современных лазерных систем появилась необходимость в новых материалах или возможностях модификации имеющихся для создания композитов на их основе. Такие композитные материалы с применением оптических материалов с высокой теплопроводностью могут послужить для отведения тепла от активной среды. Такую же задачу должны решать подложки рентгенооптических элементов, работающих под мощными пучками синхротронного излучения. Одним из перспективных материалов для этих целей выступает монокристаллический сапфир, так как обладает достаточно высокой теплопроводностью (~23–25 Вт/(м · К) при 323 К) и низким температурным коэффициентом линейного расширения (~10–6 К–1 при Т = 323 К). В настоящей работе изучено влияние энергии и углов падения ионов аргона на поверхность образца на поверхностную шероховатость a-среза $\left( {11\bar {2}0} \right)$ монокристаллического сапфира. В ходе работы был продемонстрирован эффект сглаживания шероховатости поверхности на 30% относительно исходного значения в диапазоне пространственных частот 0.049–63 мкм–1. Также показана возможность ионной обработки образцов, в частности, при углах падения ионов ±40° на поверхность образца значение ее эффективной шероховатости не сильно изменяется, что позволяет проводить локальную коррекцию ошибок формы объекта, не приводя к значительным изменениям качества поверхности.

Ключевые слова: монокристаллический сапфир, ионное травление, шероховатость поверхности, физическое распыление.

Список литературы

  1. Furuse H., Koike Y., Yasuhara R. // Opt. Lett. 2018. V. 43. Iss. 13. P. 3065. https://doi.org/10.1364/OL.43.003065

  2. Boley C.D., Rubenchik A.M. // Appl. Opt. 2013. V. 52. Iss. 14. P. 3329. https://doi.org/10.1364/AO.52.003329

  3. De Zanet A., Casalegno V., Salvo M. // Ceram. Int. 2021. V. 47. Iss. 6. P. 7307. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.11.146

  4. Morán-Ruiz A., Vidal K., Larranaga A., Montero R., Arriortua M.I. // Int. J. Hydrogen Energy. 2016. V. 41. Iss. 38. P. 17053. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2016.07.122

  5. Freitas A.Z., Freschi L.R., Samad R.E., Zezell D.M., Gouw-Soares S.C., Vieira N.D., Jr. // Laser Phys. Lett. 2010. V. 7. P. 236. https://doi.org/10.1002/lapl.200910133

  6. Soares L.E.S., Martin A.A., Pinheiro A.L.B. Degree of conversion in dental resins polymerized by Argon laser, halogen lamp and LED: a Raman study // Lasers in Dentistry IX. 2003, San Jose, CA, US. V. 4950. P. 229. https://doi.org/10.1117/12.476445

  7. Kuznetsov I., Pestov A., Mukhin I., Volkov M., Zorina M., Chkhalo N., Palashov O. // Opt. Lett. 2020. V. 45. Iss. 2. P. 387. https://doi.org/10.1364/OL.384898

  8. Mikhailenko M.S., Zorina M.V., Kuznetsov I.I., Palashov O.V., Pestov A.E., Chkhalo N.I. // Technical Physics. 2020. V. 65. № 11. P. 1828. https://doi.org/10.1134/S1063784220110286

  9. Mikhailenko M.S., Pestov A.E., Chkhalo N.I., Zorina M.V., Chernyshev A.K., Salashchenko N.N., Kuznetsov I.I. // Appl. Opt. 2022. V. 61. Iss. 10. P. 2825. https://doi.org/10.1364/AO.455096

  10. Mikhailenko M.S., Chkhalo N.I., Churin S.A., Pestov M.A.E., Polkovnikov V.N., Salashchenko N.N., Zorina M.V. // Appl. Opt. 2016. V. 55. Iss. 6. P. 1249. https://doi.org/10.1364/AO.55.001249

  11. Chkhalo N.I., Churin S.A., Pestov A.E., Salashchenko N.N., Vainer Yu.A., Zorina M.V. // Opt. Express. 2014. V. 22. Iss. 17. P. 20094. https://doi.org/10.1364/OE.22.020094

  12. Onderdelinden D. // Appl. Phys. Lett. 1966. V. 8. № 8. P. 189. https://doi.org/10.1063/1.1754548

  13. Lehmann Ch., Sigmund P. // J. Phys. Status Solidi B. 1966. V. 16. Iss. 2. P. 507.

  14. Chkhalo N.I., Kaskov I.A., Malyshev I.V., Mikhaylenko M.S., Pestov A.E., Polkovnikov V.N., Salashchenko N.N., Toropov M.N., Zabrodin I.G. // Precision Engineering. 2017. V. 48. P. 338. https://doi.org/10.1016/j.precisioneng.2017.01.004

  15. Chkhalo N.I., Salashchenko N.N., Zorina M.V. // Rev. Sci. Instrum. 2015. V. 86. Iss. 1. P. 016102. https://doi.org/10.1063/1.4905336

  16. Ziegler J.F., Ziegler M.D., Biersack J.P. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 2010. V. 268. Iss. 11–12. P. 1818. https://doi.org/10.1016/j.nimb.2010.02.091

  17. Wei Q., Li K.-D., Lian J., Wang L. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2008. V. 41. № 17. P. 172002. https://doi.org/10.1088/0022-3727/41/17/172002

  18. Sigmund P. // Phys. Rev. 1969. V. 187. P. 383. https://doi.org/10.1103/PhysRev.184.383

  19. Bradley R.M., Harper J.M.E. // J. Vacuum Sci. Technol. A. 1988. V. 6. Iss. 4. P. 2390. https://doi.org/10.1116/1.575561

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал