Abstract

We observe the morphological change and grain structure of Ni foil when it is ablated with femtosecond laser pulses. Scanning electron microscopy and field emission transmission electron microscopy are used to study the nature of the morphology and grain structure of nickel foil and determine the essential features. The results indicate that there are many random nanostructures in the center of the ablated region composed of nanocrystalline grains as well as some core-shell structures. The observed morphologies seem to suggest that phase explosion and extremely high cooling rate are the most probable physical mechanisms responsible for the formation of surface nanostructures.

© 2010 Chinese Optics Letters

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. K. Dou, E. T. Knobbe, R. L. Parkhill, and Y. Wang, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 6, 689 (2000).
  2. K. Dou, R. L. Parkhill, J. Wu, and E. T. Knobbe, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 7, 567 (2001).
  3. K. Dou, E. T. Knobbe, R. L. Parkhill, B. Irwin, L. Matthews, and K. H. Church, Appl. Phys. A 76, 303 (2003).
  4. X. Wu, T. Jia, F. Zhao, M. Huang, H. Chen, N. Xu, and Z. Xu, Acta Opt. Sin. (in Chinese) 27, 105 (2007).
  5. Z. Han, C. Zhou, and E. Dai, Chin. Opt. Lett. 6, 619 (2008).
  6. T.-H. Her, R. J. Finlay, C. Wu, S. Deliwala, and E. Mazur, Appl. Phys. Lett. 73, 1673 (1998).
  7. T.-H. Her, R. J. Finlay, C. Wu, and E. Mazur, Appl. Phys. A 70, 383 (2000).
  8. Q. Wu, Y. Ma, R. Fang, Y. Liao, Q. Yu, X. Chen, and K. Wang, Appl. Phys. Lett. 82, 1703 (2003).
  9. N. Yasumaru, K. Miyazaki, and J. Kiuchi, Appl. Phys. A 76, 983 (2003).
  10. T. Q. Jia, F. L. Zhao, M. Huang, H. X. Chen, J. R. Qiu, R. X. Li, Z. Z. Xu, and H. Kuroda, Appl. Phys. Lett. 88, 111117 (2006).
  11. A. Y. Vorobyev and C. Guo, Phys. Rev. B 72, 195422 (2005).
  12. A. Y. Vorobyev and C. Guo, Opt. Express 14, 2164 (2006).
  13. A. Y. Vorobyev, V. S. Makin, and C. Guo, J. Appl. Phys. 101, 034903 (2007).
  14. A. Y. Vorobyev and C. Guo, Appl. Phys. A 86, 321 (2007).
  15. I. N. Zavestovskaya, A. P. Kanavin, and N. A. Men'kova, J. Opt. Technol. 75, 353 (2008).
  16. N. M. Bulgakova and I. M. Bourakov, Appl. Surf. Sci. 197-198, 41 (2002).
  17. R. Kelly and A. Miotello, Appl. Surf. Sci. 96-98, 205 (1996).
  18. C. Cheng and X. Xu, Appl. Phys. A 79, 761 (2004).
  19. C. Cheng and X. Xu, Phys. Rev. B 72, 165415 (2005).
  20. L. V. Zhigilei, Appl. Phys. A 76, 339 (2003).
  21. P. T. Mannion, J. Magee, E. Coyne, G. M. O'Connor, and T. J. Glynn, Appl. Surf. Sci. 233, 275 (2004).
  22. Q. Lu, Phys. Rev. E 67, 016410 (2003).
  23. M. L. Trudeau, D. Dube, and M. Fiset, Nanostr. Mater. 9, 221 (1997).

2008 (2)

2007 (3)

A. Y. Vorobyev, V. S. Makin, and C. Guo, J. Appl. Phys. 101, 034903 (2007).

A. Y. Vorobyev and C. Guo, Appl. Phys. A 86, 321 (2007).

X. Wu, T. Jia, F. Zhao, M. Huang, H. Chen, N. Xu, and Z. Xu, Acta Opt. Sin. (in Chinese) 27, 105 (2007).

2006 (2)

T. Q. Jia, F. L. Zhao, M. Huang, H. X. Chen, J. R. Qiu, R. X. Li, Z. Z. Xu, and H. Kuroda, Appl. Phys. Lett. 88, 111117 (2006).

A. Y. Vorobyev and C. Guo, Opt. Express 14, 2164 (2006).

2005 (2)

A. Y. Vorobyev and C. Guo, Phys. Rev. B 72, 195422 (2005).

C. Cheng and X. Xu, Phys. Rev. B 72, 165415 (2005).

2004 (2)

P. T. Mannion, J. Magee, E. Coyne, G. M. O'Connor, and T. J. Glynn, Appl. Surf. Sci. 233, 275 (2004).

C. Cheng and X. Xu, Appl. Phys. A 79, 761 (2004).

2003 (5)

Q. Lu, Phys. Rev. E 67, 016410 (2003).

L. V. Zhigilei, Appl. Phys. A 76, 339 (2003).

K. Dou, E. T. Knobbe, R. L. Parkhill, B. Irwin, L. Matthews, and K. H. Church, Appl. Phys. A 76, 303 (2003).

Q. Wu, Y. Ma, R. Fang, Y. Liao, Q. Yu, X. Chen, and K. Wang, Appl. Phys. Lett. 82, 1703 (2003).

N. Yasumaru, K. Miyazaki, and J. Kiuchi, Appl. Phys. A 76, 983 (2003).

2002 (1)

N. M. Bulgakova and I. M. Bourakov, Appl. Surf. Sci. 197-198, 41 (2002).

2001 (1)

K. Dou, R. L. Parkhill, J. Wu, and E. T. Knobbe, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 7, 567 (2001).

2000 (2)

K. Dou, E. T. Knobbe, R. L. Parkhill, and Y. Wang, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 6, 689 (2000).

T.-H. Her, R. J. Finlay, C. Wu, and E. Mazur, Appl. Phys. A 70, 383 (2000).

1998 (1)

T.-H. Her, R. J. Finlay, C. Wu, S. Deliwala, and E. Mazur, Appl. Phys. Lett. 73, 1673 (1998).

1997 (1)

M. L. Trudeau, D. Dube, and M. Fiset, Nanostr. Mater. 9, 221 (1997).

1996 (1)

R. Kelly and A. Miotello, Appl. Surf. Sci. 96-98, 205 (1996).

Bourakov, I. M.

N. M. Bulgakova and I. M. Bourakov, Appl. Surf. Sci. 197-198, 41 (2002).

Bulgakova, N. M.

N. M. Bulgakova and I. M. Bourakov, Appl. Surf. Sci. 197-198, 41 (2002).

Chen, H.

X. Wu, T. Jia, F. Zhao, M. Huang, H. Chen, N. Xu, and Z. Xu, Acta Opt. Sin. (in Chinese) 27, 105 (2007).

Chen, H. X.

T. Q. Jia, F. L. Zhao, M. Huang, H. X. Chen, J. R. Qiu, R. X. Li, Z. Z. Xu, and H. Kuroda, Appl. Phys. Lett. 88, 111117 (2006).

Chen, X.

Q. Wu, Y. Ma, R. Fang, Y. Liao, Q. Yu, X. Chen, and K. Wang, Appl. Phys. Lett. 82, 1703 (2003).

Cheng, C.

C. Cheng and X. Xu, Phys. Rev. B 72, 165415 (2005).

C. Cheng and X. Xu, Appl. Phys. A 79, 761 (2004).

Church, K. H.

K. Dou, E. T. Knobbe, R. L. Parkhill, B. Irwin, L. Matthews, and K. H. Church, Appl. Phys. A 76, 303 (2003).

Coyne, E.

P. T. Mannion, J. Magee, E. Coyne, G. M. O'Connor, and T. J. Glynn, Appl. Surf. Sci. 233, 275 (2004).

Dai, E.

Deliwala, S.

T.-H. Her, R. J. Finlay, C. Wu, S. Deliwala, and E. Mazur, Appl. Phys. Lett. 73, 1673 (1998).

Dou, K.

K. Dou, E. T. Knobbe, R. L. Parkhill, B. Irwin, L. Matthews, and K. H. Church, Appl. Phys. A 76, 303 (2003).

K. Dou, R. L. Parkhill, J. Wu, and E. T. Knobbe, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 7, 567 (2001).

K. Dou, E. T. Knobbe, R. L. Parkhill, and Y. Wang, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 6, 689 (2000).

Dube, D.

M. L. Trudeau, D. Dube, and M. Fiset, Nanostr. Mater. 9, 221 (1997).

Fang, R.

Q. Wu, Y. Ma, R. Fang, Y. Liao, Q. Yu, X. Chen, and K. Wang, Appl. Phys. Lett. 82, 1703 (2003).

Finlay, R. J.

T.-H. Her, R. J. Finlay, C. Wu, and E. Mazur, Appl. Phys. A 70, 383 (2000).

T.-H. Her, R. J. Finlay, C. Wu, S. Deliwala, and E. Mazur, Appl. Phys. Lett. 73, 1673 (1998).

Fiset, M.

M. L. Trudeau, D. Dube, and M. Fiset, Nanostr. Mater. 9, 221 (1997).

Glynn, T. J.

P. T. Mannion, J. Magee, E. Coyne, G. M. O'Connor, and T. J. Glynn, Appl. Surf. Sci. 233, 275 (2004).

Guo, C.

A. Y. Vorobyev, V. S. Makin, and C. Guo, J. Appl. Phys. 101, 034903 (2007).

A. Y. Vorobyev and C. Guo, Appl. Phys. A 86, 321 (2007).

A. Y. Vorobyev and C. Guo, Opt. Express 14, 2164 (2006).

A. Y. Vorobyev and C. Guo, Phys. Rev. B 72, 195422 (2005).

Han, Z.

Her, T.-H.

T.-H. Her, R. J. Finlay, C. Wu, and E. Mazur, Appl. Phys. A 70, 383 (2000).

T.-H. Her, R. J. Finlay, C. Wu, S. Deliwala, and E. Mazur, Appl. Phys. Lett. 73, 1673 (1998).

Huang, M.

X. Wu, T. Jia, F. Zhao, M. Huang, H. Chen, N. Xu, and Z. Xu, Acta Opt. Sin. (in Chinese) 27, 105 (2007).

T. Q. Jia, F. L. Zhao, M. Huang, H. X. Chen, J. R. Qiu, R. X. Li, Z. Z. Xu, and H. Kuroda, Appl. Phys. Lett. 88, 111117 (2006).

Irwin, B.

K. Dou, E. T. Knobbe, R. L. Parkhill, B. Irwin, L. Matthews, and K. H. Church, Appl. Phys. A 76, 303 (2003).

Jia, T.

X. Wu, T. Jia, F. Zhao, M. Huang, H. Chen, N. Xu, and Z. Xu, Acta Opt. Sin. (in Chinese) 27, 105 (2007).

Jia, T. Q.

T. Q. Jia, F. L. Zhao, M. Huang, H. X. Chen, J. R. Qiu, R. X. Li, Z. Z. Xu, and H. Kuroda, Appl. Phys. Lett. 88, 111117 (2006).

Kanavin, A. P.

Kelly, R.

R. Kelly and A. Miotello, Appl. Surf. Sci. 96-98, 205 (1996).

Kiuchi, J.

N. Yasumaru, K. Miyazaki, and J. Kiuchi, Appl. Phys. A 76, 983 (2003).

Knobbe, E. T.

K. Dou, E. T. Knobbe, R. L. Parkhill, B. Irwin, L. Matthews, and K. H. Church, Appl. Phys. A 76, 303 (2003).

K. Dou, R. L. Parkhill, J. Wu, and E. T. Knobbe, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 7, 567 (2001).

K. Dou, E. T. Knobbe, R. L. Parkhill, and Y. Wang, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 6, 689 (2000).

Kuroda, H.

T. Q. Jia, F. L. Zhao, M. Huang, H. X. Chen, J. R. Qiu, R. X. Li, Z. Z. Xu, and H. Kuroda, Appl. Phys. Lett. 88, 111117 (2006).

Li, R. X.

T. Q. Jia, F. L. Zhao, M. Huang, H. X. Chen, J. R. Qiu, R. X. Li, Z. Z. Xu, and H. Kuroda, Appl. Phys. Lett. 88, 111117 (2006).

Liao, Y.

Q. Wu, Y. Ma, R. Fang, Y. Liao, Q. Yu, X. Chen, and K. Wang, Appl. Phys. Lett. 82, 1703 (2003).

Lu, Q.

Q. Lu, Phys. Rev. E 67, 016410 (2003).

Ma, Y.

Q. Wu, Y. Ma, R. Fang, Y. Liao, Q. Yu, X. Chen, and K. Wang, Appl. Phys. Lett. 82, 1703 (2003).

Magee, J.

P. T. Mannion, J. Magee, E. Coyne, G. M. O'Connor, and T. J. Glynn, Appl. Surf. Sci. 233, 275 (2004).

Makin, V. S.

A. Y. Vorobyev, V. S. Makin, and C. Guo, J. Appl. Phys. 101, 034903 (2007).

Mannion, P. T.

P. T. Mannion, J. Magee, E. Coyne, G. M. O'Connor, and T. J. Glynn, Appl. Surf. Sci. 233, 275 (2004).

Matthews, L.

K. Dou, E. T. Knobbe, R. L. Parkhill, B. Irwin, L. Matthews, and K. H. Church, Appl. Phys. A 76, 303 (2003).

Mazur, E.

T.-H. Her, R. J. Finlay, C. Wu, and E. Mazur, Appl. Phys. A 70, 383 (2000).

T.-H. Her, R. J. Finlay, C. Wu, S. Deliwala, and E. Mazur, Appl. Phys. Lett. 73, 1673 (1998).

Men'kova, N. A.

Miotello, A.

R. Kelly and A. Miotello, Appl. Surf. Sci. 96-98, 205 (1996).

Miyazaki, K.

N. Yasumaru, K. Miyazaki, and J. Kiuchi, Appl. Phys. A 76, 983 (2003).

O'Connor, G. M.

P. T. Mannion, J. Magee, E. Coyne, G. M. O'Connor, and T. J. Glynn, Appl. Surf. Sci. 233, 275 (2004).

Parkhill, R. L.

K. Dou, E. T. Knobbe, R. L. Parkhill, B. Irwin, L. Matthews, and K. H. Church, Appl. Phys. A 76, 303 (2003).

K. Dou, R. L. Parkhill, J. Wu, and E. T. Knobbe, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 7, 567 (2001).

K. Dou, E. T. Knobbe, R. L. Parkhill, and Y. Wang, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 6, 689 (2000).

Qiu, J. R.

T. Q. Jia, F. L. Zhao, M. Huang, H. X. Chen, J. R. Qiu, R. X. Li, Z. Z. Xu, and H. Kuroda, Appl. Phys. Lett. 88, 111117 (2006).

Trudeau, M. L.

M. L. Trudeau, D. Dube, and M. Fiset, Nanostr. Mater. 9, 221 (1997).

Vorobyev, A. Y.

A. Y. Vorobyev, V. S. Makin, and C. Guo, J. Appl. Phys. 101, 034903 (2007).

A. Y. Vorobyev and C. Guo, Appl. Phys. A 86, 321 (2007).

A. Y. Vorobyev and C. Guo, Opt. Express 14, 2164 (2006).

A. Y. Vorobyev and C. Guo, Phys. Rev. B 72, 195422 (2005).

Wang, K.

Q. Wu, Y. Ma, R. Fang, Y. Liao, Q. Yu, X. Chen, and K. Wang, Appl. Phys. Lett. 82, 1703 (2003).

Wang, Y.

K. Dou, E. T. Knobbe, R. L. Parkhill, and Y. Wang, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 6, 689 (2000).

Wu, C.

T.-H. Her, R. J. Finlay, C. Wu, and E. Mazur, Appl. Phys. A 70, 383 (2000).

T.-H. Her, R. J. Finlay, C. Wu, S. Deliwala, and E. Mazur, Appl. Phys. Lett. 73, 1673 (1998).

Wu, J.

K. Dou, R. L. Parkhill, J. Wu, and E. T. Knobbe, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 7, 567 (2001).

Wu, Q.

Q. Wu, Y. Ma, R. Fang, Y. Liao, Q. Yu, X. Chen, and K. Wang, Appl. Phys. Lett. 82, 1703 (2003).

Wu, X.

X. Wu, T. Jia, F. Zhao, M. Huang, H. Chen, N. Xu, and Z. Xu, Acta Opt. Sin. (in Chinese) 27, 105 (2007).

Xu, N.

X. Wu, T. Jia, F. Zhao, M. Huang, H. Chen, N. Xu, and Z. Xu, Acta Opt. Sin. (in Chinese) 27, 105 (2007).

Xu, X.

C. Cheng and X. Xu, Phys. Rev. B 72, 165415 (2005).

C. Cheng and X. Xu, Appl. Phys. A 79, 761 (2004).

Xu, Z.

X. Wu, T. Jia, F. Zhao, M. Huang, H. Chen, N. Xu, and Z. Xu, Acta Opt. Sin. (in Chinese) 27, 105 (2007).

Xu, Z. Z.

T. Q. Jia, F. L. Zhao, M. Huang, H. X. Chen, J. R. Qiu, R. X. Li, Z. Z. Xu, and H. Kuroda, Appl. Phys. Lett. 88, 111117 (2006).

Yasumaru, N.

N. Yasumaru, K. Miyazaki, and J. Kiuchi, Appl. Phys. A 76, 983 (2003).

Yu, Q.

Q. Wu, Y. Ma, R. Fang, Y. Liao, Q. Yu, X. Chen, and K. Wang, Appl. Phys. Lett. 82, 1703 (2003).

Zavestovskaya, I. N.

Zhao, F.

X. Wu, T. Jia, F. Zhao, M. Huang, H. Chen, N. Xu, and Z. Xu, Acta Opt. Sin. (in Chinese) 27, 105 (2007).

Zhao, F. L.

T. Q. Jia, F. L. Zhao, M. Huang, H. X. Chen, J. R. Qiu, R. X. Li, Z. Z. Xu, and H. Kuroda, Appl. Phys. Lett. 88, 111117 (2006).

Zhigilei, L. V.

L. V. Zhigilei, Appl. Phys. A 76, 339 (2003).

Zhou, C.

Acta Opt. Sin. (in Chinese) (1)

X. Wu, T. Jia, F. Zhao, M. Huang, H. Chen, N. Xu, and Z. Xu, Acta Opt. Sin. (in Chinese) 27, 105 (2007).

Appl. Phys. A (6)

K. Dou, E. T. Knobbe, R. L. Parkhill, B. Irwin, L. Matthews, and K. H. Church, Appl. Phys. A 76, 303 (2003).

T.-H. Her, R. J. Finlay, C. Wu, and E. Mazur, Appl. Phys. A 70, 383 (2000).

N. Yasumaru, K. Miyazaki, and J. Kiuchi, Appl. Phys. A 76, 983 (2003).

A. Y. Vorobyev and C. Guo, Appl. Phys. A 86, 321 (2007).

C. Cheng and X. Xu, Appl. Phys. A 79, 761 (2004).

L. V. Zhigilei, Appl. Phys. A 76, 339 (2003).

Appl. Phys. Lett. (3)

T. Q. Jia, F. L. Zhao, M. Huang, H. X. Chen, J. R. Qiu, R. X. Li, Z. Z. Xu, and H. Kuroda, Appl. Phys. Lett. 88, 111117 (2006).

Q. Wu, Y. Ma, R. Fang, Y. Liao, Q. Yu, X. Chen, and K. Wang, Appl. Phys. Lett. 82, 1703 (2003).

T.-H. Her, R. J. Finlay, C. Wu, S. Deliwala, and E. Mazur, Appl. Phys. Lett. 73, 1673 (1998).

Appl. Surf. Sci. (3)

N. M. Bulgakova and I. M. Bourakov, Appl. Surf. Sci. 197-198, 41 (2002).

R. Kelly and A. Miotello, Appl. Surf. Sci. 96-98, 205 (1996).

P. T. Mannion, J. Magee, E. Coyne, G. M. O'Connor, and T. J. Glynn, Appl. Surf. Sci. 233, 275 (2004).

Chin. Opt. Lett. (1)

IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. (2)

K. Dou, E. T. Knobbe, R. L. Parkhill, and Y. Wang, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 6, 689 (2000).

K. Dou, R. L. Parkhill, J. Wu, and E. T. Knobbe, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 7, 567 (2001).

J. Appl. Phys. (1)

A. Y. Vorobyev, V. S. Makin, and C. Guo, J. Appl. Phys. 101, 034903 (2007).

J. Opt. Technol. (1)

Nanostr. Mater. (1)

M. L. Trudeau, D. Dube, and M. Fiset, Nanostr. Mater. 9, 221 (1997).

Opt. Express (1)

Phys. Rev. B (2)

A. Y. Vorobyev and C. Guo, Phys. Rev. B 72, 195422 (2005).

C. Cheng and X. Xu, Phys. Rev. B 72, 165415 (2005).

Phys. Rev. E (1)

Q. Lu, Phys. Rev. E 67, 016410 (2003).

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.