Прокошев В.Г. Формирование наноструктурированных пленок и покрытий при управляемом лазерном воздействии

А.А. Антипов, С.М. Аракелян, С.В. Кутровская, А.О. Кучерик, В.Г. Прокошев
Владимирский государственный университет, г. Владимир, Россия,
e-mail: laser@vlsu.ru

Развитие нанотехнологий открывает новые возможности для создания материалов с управляемыми свойствами. Использованием современных лазерных комплексов с управляемым в пространственном и временном масштабе воздействии, позволяет создавать наноструктурированные материалы с управляемой морфологией поверхности. В рамках данной работы рассмотрены возможности управления процессом осаждения частиц из лазерно-индуцированной плазмы. Предложены методы управления за счет изменения геометрии газодинамического канала распространения плазмы и методы управления многокомпонентным потоком плазмы, рассмотрены методы создания фрактальных кластеров и структур, обсуждаются методы осаждения коллоидных систем.

В рамках, выполненных по теме проекта работ, проведены исследования по лазерному воздействию на различные мишени (стеклоуглерод, пирографит, спектрально чистый графит, природный графит, титан, серебро, алюминий, никель, смеси нанопорошков металлов и углеродных нанотрубок). Проведено диагностирование лазерно-индуцированных процессов в области взаимодействия лазерного излучения с поверхностью мишени. Исследование образцов показало перспективность применения фемтосекундных лазерных установок для синтеза наноразмерных частиц и кластеров.

Были проведены опыты по формированию тонких пленок и покрытий на поверхности оптически прозрачных для излучения с длиной волны (л=1.06 мкм) подложках помещенных в плазменно-эрозионный факел, индуцированный лазерным излучением, при различных схемах экспериментов. Проведенные эксперименты показали, что изменяя расстояние от плоскости мишени до поверхности подложки, меняя время воздействия, длительность импульса, геометрию эксперимента и материал мишени можно существенным образом изменять морфологические свойства получаемых покрытий. Одной из особенностей предлагаемого способа является присутствие атмосферного воздуха в области воздействия, что позволяет существенным образом упростить технологическую схему получения покрытий такого типа. Полученные результаты позволили предложить и отработать способ формирования протяженных массивов наноструктур путем управляемого осаждения частиц из плазменного факела. Авторами подана заявка на патент (регистрационный номер 2009108831 приоритет от 10.03.2009).

Представленные результаты выполнены в рамках государственного контракта от № 02.513.11.3481 в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса на 2007-2012 годы».

К списку тезисов конференции