Tým vědců z Centra HiLASE, Martin Zukerstein, Jan Hrabovský, Juraj Sládek, Inam Mirza, Yoann Levy a Nadezhda Bulgakova, představil jednoduchou techniku na formování unikátních struktur na povrchu křemíku pomocí laseru. K vytvoření jehlovitých výběžků s dutým jádrem (viz obrázek) bylo zapotřebí speciálně tvarovaných laserových impulsů s velmi krátkou dobou trvání.
Mechanismus vzniku těchto jehlovitých struktur lze vysvětlit následovně. Profil intenzity laserových impulsů ve tvaru torusu (donutu) iniciuje prstencové tavení materiálu a následnou ablaci v roztavené oblasti. V důsledku zpětného rázu ablačního oblaku je tavenina tlačena jednak směrem k periferii, ale současně i k centrální, neroztavené oblasti, což vyzdvihává stěny na vnitřních a vnějších hranicích roztavené zóny. Díky geometrii přeskupení materiálu dochází ke zvyšování vnitřní stěny prstence a při optimální energii impulsu nastává i uzavření struktury na jejím vrcholu. Při jednotlivých laserových impulsech je výška jehel omezena na cca. 0,5 mikrometru, ale může být zvýšena ozařováním více impulsy.
Tyto jehlovité formace jsou extrémně dobře reprodukovatelné a mohou najít uplatnění v různých vědních oblastech, jako jsou nitrobuněčné podávání léčiv, mikro/elektromechanické systémy nebo například fotovoltaická a fotonická zařízení na bázi křemíku.
Příspěvek na toto téma byl publikován v prestižním mezinárodním časopise Applied Surface Science (IF 6,707) věnovaném aplikované fyzice a chemii povrchů a rozhraní. Celý příspěvek najdete zde.
