Наносекундное воздействие интенсивного лазерного излучения на тонкие плёнки TiAlN

Измерены спектральные зависимости ($\lambda$ = 0.35–1.0 $\mu$m) коэффициентов пропускания и отражательной способности $R$ тонких плёнок бинарного нитрида TiAlN, осаждённых методом магнетронного распыления мишени на стеклянные подложки и на пластины Si. Плёнки TiAlN/Si толщиной 0.5 $\mu$m подвергались воздействию одиночных наносекундных (70 ns) импульсов излучения рубинового лазера с целью исследования влияния лазерно-индуцированных в TiAlN теплофизических процессов на динамику $R(t)$ на длинах волн зондирующего излучения $\lambda_{1}$ = 0.53 и $\lambda_{2}$ = 1.06 $\mu$m и на состояние зон лазерного облучения, которое изучалось методами оптической и растровой электронной микроскопии. Наблюдаемое в эксперименте, связанное с импульсным нагревом плёнки, динамическое изменение $R$ – возрастание на $\lambda_{1}$ и уменьшение на $\lambda_{2}$, усиливается по мере повышения плотности энергии облучения $W$ с приближением к порогу лазерной абляции нитрида $\sim$1 J/cm$^{2}$. Лазерно-индуцированные теплофизические процессы, происходящие при $W$ = 0.6–0.9 J/cm$^{2}$, приводят к специфической модификации слоя TiAlN с образованием сетки трещин из-за возникающих во время действия лазерного импульса термических напряжений. Повышение $W$ приводит к образованию более развитой сетчатой/ячеистой структуры плёнки, характеризующейся меньшим средним размером ячеек.