Si表面の再結晶化：波長依存性
出典: finemems
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加工しきい値以下（あるいは多重照射でようやく加工が起きる程度）の低強度でフェムト秒レーザーをアモルファスSiに照射すると、再結晶化を誘起することができる。図１に示す単結晶Siウェハ上にアモルファスSiをスパッタ法により8nm積層した試料を用意してフェムト秒パルスの照射実験を行った。試料の取り扱いやレーザー照射は大気中で行ったため、試料表面には自然酸化膜が約3nm形成されていた。Ti:Sapphireレーザーの基本波（800nm）、第2高調波（400nm）、第3 高調波（267nm）、およびOPA（光パラメトリック増幅）によって発生させた波長1550 nmのフェムト秒パルス用いて試料の照射を行った。 図１に照射試料の断面TEM観察結果を示す．このとき照射したレーザーパルス数は，レーザー顕微鏡による表面観察の変化が止まった300 パルスである．波長400 nm の時(b)では，結晶化こそ発生しているものの，その頻度は800 nm の時よりも低い．波長267 nm の時の(a)に至っては，結晶化が発生している箇所は極僅かで，他の2 波長に比べて表面粗さが格段に増加していた．波長が短くなるに従い，エピタキシャル成長による結晶化の発生頻度が低下するので，フェムト秒レーザーを用いた場合はa-Si の結晶化には長波長の方が向いているといえる．
対象材料
Si
