Femtosecond laser induced selectively surface ablation in Ni-Al bilayer film: Experiments and simulations

材料科学 飞秒 双层 激光烧蚀 烧蚀 激光器 曲面(拓扑) 纳米技术 光电子学 光学 膜 航空航天工程 几何学 工程类 物理 生物 遗传学 数学
作者
Yiling Lian,Misheng Liang,Rui You
出处
期刊:Journal of materials research and technology [Elsevier BV]
卷期号:37: 1784-1797 被引量:1
标识
DOI:10.1016/j.jmrt.2025.06.089
摘要

Metals with high thermal conductivity and deformability often form micro-nano structures during femtosecond laser ablation, making it challenging to achieve high-quality surface processing. This study investigates Ni-Al bilayer films, consisting of an 80 nm Ni surface layer and Al layers of 0, 40, and 80 nm thickness, as Ni and Al have different thermo-physical properties. Using pump-probe imaging and molecular dynamics coupled two-temperature model (MD-TTM) simulation, we analyze the ultrafast thermomechanical behavior and structure formation. Ultrafast reflectivity shows nearly identical melting rates for different Al thicknesses, while the Newton ring cycle decreases with increasing Al thickness, indicating reduced mechanical removal. MD-TTM reveals stress concentration at the Ni-Al interface and destructive stress interference in the 80 nm Ni-40 nm Al, leading to higher Al potential energy. The 80 nm Ni-40 nm Al bilayer shows a smooth Al surface with minimal damage, while the 80 nm Ni-80 nm Al bilayer shows more severe Al damage and microcraters. So that there forms a smoother surface in 80 nm Ni-40 nm Al than that of 80 nm Ni-80 nm Al. This work emphasizes the importance of material design to reduce damage, enhance the quality of multilayer metal processing, and achieve selective ablation, which has significant implications for film design, heat transfer, and precision machining.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
李健的小迷弟的应助被lllyf采纳,获得10
刚刚
silvery发布了新的文献求助10
刚刚
ppjkq1发布了新的文献求助10
1秒前
草莓五号完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
2秒前
3秒前
开心芒果完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
翊秧完成签到,获得积分10
3秒前
aosika完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
5秒前
5秒前
听闻墨笙发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
5秒前
晴天发布了新的文献求助10
6秒前
飘逸蘑菇完成签到 ,获得积分10
6秒前
还单身的亦巧完成签到,获得积分20
6秒前
希望天下0贩的0的应助被wzwz采纳,获得10
6秒前
Adeline发布了新的文献求助10
6秒前
科研通AI6.2的应助被K33采纳,获得10
7秒前
百事可乐发布了新的文献求助10
7秒前
xshzhou完成签到,获得积分10
8秒前
111发布了新的文献求助10
8秒前
科研通AI6.4的应助被ljl采纳,获得10
8秒前
9秒前
9秒前
PKH发布了新的文献求助10
9秒前
senli2018发布了新的文献求助10
9秒前
senli2018发布了新的文献求助10
10秒前
senli2018发布了新的文献求助10
10秒前
Lucas的应助被senli2018采纳,获得10
10秒前
Owen的应助被senli2018采纳,获得10
10秒前
ding的应助被风中的碧玉采纳,获得10
10秒前
sev7n520发布了新的文献求助10
11秒前
老猫烧热水完成签到 ,获得积分10
12秒前
高分求助中
(应助此贴封号)通过应助OA文献获取积分 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Organizational Behavior 510
Arbitrage Theory in Discrete and Continuous Time 500
A Silent Apostrophe:The Fayum Portraits 310
AI-Contracting 300
四川大学学位论文.郭瑞昂. 基于高压热扩散的n型磷掺杂金刚石半导体制备研究 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 有机化学 化学工程 内科学 物理 生物化学 复合材料 催化作用 细胞生物学 人工智能 心理学 无机化学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7832549
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9356173
关于积分的说明 20587823
捐赠科研通 7424930
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3336876
关于科研通互助平台的介绍 2481369
邀请新用户注册赠送积分活动 2357636