ФИЗИКА
УДК 537.52+[539.211:546.3]+[539.24:530.145]
О. С. Е р к о в и ч, А. В. К у р о ч к и н
ДИНАМИКА ФОРМИРОВАНИЯ
ПРИПОВЕРХНОСТНОГО ЭЛЕКТРОННОГО СЛОЯ
ПРИ ИМПУЛЬСНОМ ЛАЗЕРНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ
НА МЕТАЛЛИЧЕСКУЮ МИШЕНЬ
Найдена температурная зависимость распределения электронов
вблизи поверхности металла для случая температур, меньших
температуры Ферми. Показано увеличение размытия электрон-
ной плотности вблизи поверхности металла с ростом электронной
температуры. Отдельно рассмотрен случай температур, б´ольших
температуры Ферми. Показано, что происходит увеличение кон-
центрации электронов с ростом температуры в достаточно про-
тяженной области.
E-mail:
;
Ключевые слова
:
приповерхностный электронный слой, электронная
температура, концентрация электронов.
Вопросы взаимодействия лазерного излучения с веществом при-
влекают значительный интерес в связи с интенсивнымразвитием
лазерных технологий. Характер такого взаимодействия во многом
определяется характеристиками лазерного излучения (интенсивно-
стью, длиной волны, длительностью импульсов и рядом других), а
также физическими свойствами облучаемого конденсированного ве-
щества.
Поэтому при рассмотрении данной проблемы имеет смысл выде-
лить соответствующие области, где возможно с единых физических
позиций рассматривать происходящие процессы. В работе [1] в каче-
стве такого критерия используется шкала интенсивности и длительно-
сти лазерного импульса.
Как отмечено в [2], поглощение лазерного излучения приводит к
нарушению термодинамического равновесия между электронным га-
зом и решеткой вблизи поверхности металла. Поскольку теплоемкость
вырожденного электронного газа мала, электронная температура от-
слеживает практически без задержки форму лазерного импульса. Ра-
зогрев решетки происходит значительно медленнее из-за существен-
ной разности масс электронов и ионов. При интенсивностях лазерного
излучения
I
em
∼
10
14
Вт/м
2
время разогрева решетки для различных
металлов
∼
1
−
100
пс [3], т.е. в случае субпикосекундного лазерного
импульса поглощенная энергия излучения запасается в электронной
подсистеме, в то время как решетка остается при значительно мень-
шей температуре.
18
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2012. № 1
