Моделирование процессов плавления и кристаллизации, инициируемых в арсениде галлия и антимониде галлия наносекундным излучением рубинового лазера

Abstract

Numerical simulation of the fusion and crystallization processes initiated in GaAs and GaSb by the ruby laser emission (λ = 694 nm, τ = 80 ns) has been performed considering the surface evaporation and diffusion of the components in the melt. It has been demonstrated that under the effect of a ruby laser pulse (E = 0,9 J/cm2) enrichment of the surface GaAs layer with gallium comes to about 0,58. When GaSb is subjected to nanosecond radiation of a ruby laser, evaporation of the components has no significant effect on the dynamics of phase transitions in the near-surface region. The calculated threshold energy density for emission of the ruby laser associated with melting of GaAs amounts to ~0,3 J/cm2 and of GaSb – to ~ 0,2 J/cm2. = Выполнено моделирование процессов плавления и кристаллизации, инициируемых в арсениде галлия и антимониде галлия излучением рубинового лазера (λ = 694 нм, τ = 80 нс) с учетом процессов испарения с поверхности и диффузии компонентов в расплаве. Показано, что по окончании воздействия импульса рубинового лазера (E = 0,9 Дж/см2) обогащение поверхностного слоя GaAs галлием составляет ~ 0,58. При воздействии наносекундного излучения рубинового лазера на GaSb процесс испарения компонентов не оказывает существенного влияния на динамику фазовых переходов в приповерхностной области. Расчетное значение пороговой плотности энергии излучения рубинового лазера, при которой происходит плавление арсенида галлия, составляет ~ 0,3 Дж/см2 и антимонида галлия ~ 0,2 Дж/см2.