Key role of surface plasmon polaritons in generation of periodic surface structures following single-pulse laser irradiation of a gold step edge

  • Understanding the mechanisms and controlling the possibilities of surface nanostructuring is of crucial interest for both fundamental science and application perspectives. Here, we report a direct experimental observation of laser-induced periodic surface structures (LIPSS) formed near a predesigned gold step edge following single-pulse femtosecond laser irradiation. Simulation results based on a hybrid atomistic-continuum model fully support the experimental observations. We experimentally detect nanosized surface features with a periodicity of ∼300 nm and heights of a few tens of nanometers.We identify two key components of single-pulse LIPSS formation: excitation of surface plasmon polaritons and material reorganization. Our results lay a solid foundation toward simple and efficient usage of light for innovative material processing technologies.
Metadaten
Verfasser*innenangaben:Pavel TerekhinORCiD, Jens Oltmanns, Andreas Blumenstein, Dmitry Ivanov, Frederick Kleinwort, Martin Garcia, Baerbel Rethfeld, Jürgen Ihlemann, Peter Simon
URN:urn:nbn:de:hbz:386-kluedo-67438
ISSN:2192-8614
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Nanophotonics
Verlag:De Gruyter
Verlagsort:Berlin/Boston
Dokumentart:Wissenschaftlicher Artikel
Sprache der Veröffentlichung:Englisch
Datum der Veröffentlichung (online):15.12.2021
Jahr der Erstveröffentlichung:2022
Veröffentlichende Institution:Technische Universität Kaiserslautern
Datum der Publikation (Server):14.02.2022
Ausgabe / Heft:2022; 11(2): 359–367
Seitenzahl:14
Quelle:https://doi.org/10.1515/nanoph-2021-0547
Fachbereiche / Organisatorische Einheiten:Kaiserslautern - Fachbereich Physik
DDC-Sachgruppen:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 530 Physik
Sammlungen:Open-Access-Publikationsfonds
Lizenz (Deutsch):Zweitveröffentlichung