Giovedì, 13 Maggio 2021 17:52

Deep-subwavelength 2D periodic surface nanostructures on diamond by double-pulse femtosecond laser irradiation

Rappresentazione virtuale della fabbricazione di 2D-LIPSSs. Un doppio treno di impulsi polarizzati perpendicolarmente e tra loro ritardati temporalmente, impatta sulla superficie del diamante generando una struttura superficiale periodica. Rappresentazione virtuale della fabbricazione di 2D-LIPSSs. Un doppio treno di impulsi polarizzati perpendicolarmente e tra loro ritardati temporalmente, impatta sulla superficie del diamante generando una struttura superficiale periodica.

In questo lavoro viene presentato un metodo per la fabbricazione di strutture superficiali periodiche bidimensionali indotte da irradiazione laser con una periodicità di lunghezza d'onda significativamente minore rispetto a quella laser (80 nm ≈ λ/10) su superfici di diamante. Il nanotexturing superficiale è stato ottenuta impiegando una tecnica che si basa sull'irradiazione con due impulsi laser fs temporalmente ritardati e perpendicolarmente polarizzati tra loro. Gli impulsi sono generati con una configurazione interferometrica di tipo Michelson. In questo articolo dimostriamo che, se il ritardo tra due impulsi consecutivi è ≤ 2 ps, la periodicità delle nanostrutture può essere alterata controllando il numero di impulsi che irradiano la superficie.

In questo lavoro, pubblicato sulla prestigiosa rivista Nano Letters, abbiamo impiegato un treno di doppi impulsi cross-polarizzati, e temporalmente ritardati per la fabbricazione di strutture periodiche bidimensionali sulla superficie di diamante in un unico passaggio di irradiazione. Le strutture periodiche 2D inducono una diminuzione della riflettanza di circa il 75% nell'intervallo di lunghezze d'onda da 200 a 1000 nm. Inoltre, il valore dell'assorbanza è aumentato nell'intervallo di lunghezze d'onda da 400 nm a 1000 nm. Quest'ultimo è attribuito alla capacità di intrappolamento della luce delle nanostrutture che inducono sia un intrappolamento simile a una cavità che un aumento significativo della superficie effettiva assorbente, con un conseguente aumento del rapporto superficie attiva-volume coinvolto nell'interazione luce-materia.

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