Импульсная лазерная абляция бинарных полупроводников: механизмы испарения и генерация кластеров

Проведено сравнительное исследование формирования малых кластеров при импульсной абляции в вакууме двух бинарных полупроводников, оксида цинка и фосфида индия, лазерными импульсами УФ, видимого и ИК диапазонов. Найдены условия облучения, при которых в продуктах абляции образуются нейтральные и заряженные кластеры Zn_nO_m и In_nP_m различной стехиометрии. Методом времяпролетной масс-спектрометрии анализировались размер и состав кластеров, динамика их разлета и реакционная способность. Особое внимание уделено изучению механизмов абляции ZnO и InP в зависимости от интенсивности излучения с привлечением различных моделей абляции. Установлено, что ZnO испаряется конгруэнтно в широком диапазоне условий облучения, а при абляции InP поверхность мишени обогащается индием. Показано, что столь разный характер абляции полупроводников определяет состав формирующихся наноструктур: кластеры оксида цинка являются преимущественно стехиометрическими, тогда как частицы In_nP_m существенно обогащены индием.