【摘 要】
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利用分子动力学模拟(MDS)方法研究了飞秒激光脉冲照射下<100>、<110>、<111>晶向的单晶铜薄膜的超快热机耦合响应和原子"飞溅"行为。结果表明:晶体取向对飞秒激光诱导单晶铜
【机 构】
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华中科技大学力学系; 西安交通大学航空航天学院;
【基金项目】
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微尺度下激光冲击瞬态热力耦合问题研究;国家自然科学基金项目
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利用分子动力学模拟(MDS)方法研究了飞秒激光脉冲照射下<100>、<110>、<111>晶向的单晶铜薄膜的超快热机耦合响应和原子"飞溅"行为。结果表明:晶体取向对飞秒激光诱导单晶铜薄膜的热机耦合响应和原子"飞溅"行为有显著影响。不同晶向铜薄膜中应力的差异导致晶格温度的显著差异。不同晶型的铜薄膜表现出显著差异的原子"飞溅"行为,包括结构熔化(原子溅射)和断裂。<100>铜薄膜的熔化深度为50nm,且融化的部分不飞离薄膜表浅部区域。而<110>和<111>铜薄膜熔化深度约为60nm,融化的部分已经飞离薄膜结构。在<110>和<111>铜薄膜的固-液界面上形成位错和滑移带,但<100>铜薄膜没有这种现象。此外,对于<110>和<111>铜薄膜,由于机械应力在薄膜的非照射表面发生反射,在非照射表面区域附近发展许多滑移带并生成裂纹,进一步导致薄膜的断裂。
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