Femtosecond Laser Induced Sub-Micron Structuring of Semiconductors, Glasses and Polymers

"الخصائص السطحیة للمواد ھي ھامة في تحدید تطبیقاتھا والتعدیلات من خصائص السطح لھا اھتمام كبیر الان. تفاعل المادة مع اللیزر
وإزالة ما یترتب على عملیة الاجتثاث مجال نشط للبحث منذ اختراع اللیزر. نتیجة لاستخدام اللیزر یتم إنشاء سطح خشن نسبیا اعتمادا على
معدل الاجتثاث إذا كان التعرض للیزر مناسبا. جزء من الخصائص العشوائیة المكونة یمكن تحویلھا إلى خصائص مرتبة للسطح من خلال
الاجتثاث الحرج للمادة. سمات السطح الناتج یمكن اعتبارھا خصائص مرتبطة باللیزر وتكون تركیبات مكررة على السطح. في الواقع، ھذه
السمات السطحیة تظھر علاقة وثیقة مع خصائص الاشعاع وكذلك الخصائص الفیزیائیة الجوھریة للمادة. ومن الجدیر بالذكر أنھ من الممكن
السیطرة على التركیبات الناتجة من خلال التحكم بدقة في خصائص اللیزر مثل الاستقطاب، وعدد النبضات، والطاقة، وزاویة وقوعھا
وھكذا، مما یجعل العملیة مرنة. محیط ھذه العملیة یوفر وسیلة للتأثیر على التوزیع المكاني لھذه التركیبات. وبما أن التشكل السطحي یلعب
دورا رئیسیا في العدید من الخصائص الفیزیائیة للسطح الصلب مثل الضوئیة والمیكانیكیة والكیمیائیة والبیولوجیة فإن سطح اللیزر المباشر
والتركیبات ثلاثیة الأبعاد ھي أداة مذھلة لأنھ یمكن أن یوفر طرقا ممكنة وفعالة للتصمیم أو السیطرة على وظائف المواد. في ھذا المشروع،
یستخدم لیزر الفمتو ثانیة مع الاسطح والتركیبات ثلاثیة الابعاد لتعدیل في وقت واحد الطوبوغرافیا والبنیة النانویة في فئة مختلفة من المواد
من أشباه الموصلات إلى البولیمرات لإیجاد ملاءمة للتطبیقات في مجموعة واسعة من المجالات من الخلایا الشمسیة إلى الطب. ضمن ھذا
9 دینار كویتي للتنفیذ. وتندرج الاقتراح سوف تجدون تفاصیل عن معظم جوانب المشروع. وھذا یشمل التكلفة التي نتوقع أن تصل إلى 950
معظم ھذه التكالیف ضمن الموارد البشریة، والاستھلاك، والعروض البحثیة، والزیارات التعاونیة، ورسوم استخدام الأدوات وما إلى ذلك.
لحسن الحظ الباحث الرئیسي القدرة للوصول الى مختبرات قویة تنتشر في مواقع مختلفة من العالم من خلال المتعاونین معھ. وسیتم توثیق
كل التقدم وإصداره قبل المواعید النھائیة المناسبة. ونحن نتطلع إلى تطویر جیل قادم من المواد ذات الخصائص الضوئیة الواعدة واقتراح
لتكنولوجیا خلایا شمسیة أفضل، ومساعدة دولة الكویت على لعب دور أقوى في قطاع البحث والتطویر."

"Surface properties of materials are significant in determining the applications of a material and the modifications of
surface properties have been drawing wide attention. Laser matter interaction and the associated material removal
resulting from ablation process has been active field of research ever since the invention of laser. As a result of laser
ablation a comparatively rough surface depending on the rate of ablation is generated if the fluence is adequate. Apart
from the random features formed specific ordered surface features can also be generated on the irradiated sample
through controlled ablation by restricting the laser fluence near ablation threshold of the material. The generated
surface features are generally referred as laser induced periodic surface structures or LIPSS. As a matter of fact, these
surface features show a close correlation with various irradiation parameters as well as intrinsic physical properties
of the target. It is worth to mention that it is possible to control the geometry of the structures by precisely controlling
laser parameters such as polarization, number of pulses, pulse energy, angle of incidence and so on, that makes the
process very flexible. The ambient of the process provide a further way to influence the spatial distribution of these
structures. Since surface morphology plays a key role in numerous physical properties of a solid surface (e.g. optical,
mechanical, wetting, chemical and biological), direct laser surface and 3D structuring is a striking tool since it can
possibly offer feasible and effective ways to tailor or control material functionalities. In this project, femtosecond laser
used surface and 3D structuring is employed to simultaneously modify the topography and nanostructure in different
class of materials (semiconductors to polymers) to find suitability for applications in wide range of fields (solar cell to
medicine). We look forward to developing the next generation of promising photonic materials and propose for better
solar cell technology, and helping Kuwait play a stronger role in the research and development sector."