Наномасштабная гидродинамическая неустойчивость расплава при абляции тонкой пленки золота фемтосекундным лазерным импульсом

Экспериментально и теоретически исследован механизм формирования наноострия с наночастицей на его вершине, возникающего при воздействии единичным фемтосекундным лазерным импульсом на тонкую металлическую пленку. Установлено, что наноострие индуцировано потоком расплава и формированием единичной наноструи, которая, остывая, отверждается. Предложенная гидродинамическая модель рассматривает развитие термокапиллярной неустойчивости в расплавленной пленке, используя гидродинамическое уравнение типа уравнения Курамото–Сивашинского. Проведенное моделирование показывает, что наноструя зарождается в виде нанопичка во впадине на вершине микровыпуклости (линейная стадия), а затем растет в нелинейном (“взрывном”) режиме нарастания термокапиллярной неустойчивости, что хорошо согласуется с экспериментальными данными.