在特定的气体氛围下,用一定能量密度的超短脉冲激光连续照射单晶硅片表面,制备出表面具有准规则排列的微米量级锥形尖峰结构的“黑硅”新材料。不同背景气体下的实验表明,激光脉宽和背景气体对表面微构造的形成起着决定性的作用。具体分析了SF6气体氛围中,皮秒和飞秒激光脉冲作用下硅表面微结构的演化过程。虽然两者均可造成硅表面的准规则排列微米量级尖峰结构,但不同脉冲宽度的激光与硅表面相互作用的物理机制并不相同。在皮秒激光脉冲作用下,尖峰结构形成之前硅片表面先熔化; 而飞秒激光脉冲作用下尖峰的演化过程中始终没有出

在特定的气体氛围下，用一定能量密度的超短脉冲激光连续照射单晶硅片表面，或者离子注入在硅中引入硫族元素等方法，可在硅表面得到具有奇特光电性质的微米量级尖锥结构，该微锥结构被称为黑硅。这一新材料有奇特的光电性质，如对0.25~17 μm波长的光有强烈的吸收、具有良好的场致发射特性等，为硅提供许多新的功能。在四能级光吸收模型下，以硅中引入硫族杂质为特例分析微构造硅对太阳光利用的增强，详细研究了在硅的禁带中引入两个不同硫族杂质中间能级时的电离能与光损失的关系。

在特定的气体氛围下,用一定能量密度的超短脉冲激光连续照射单晶硅片表面, 或者离子注入在硅中引入硫族元素等方法，可在硅表面得到具有奇特光电性质的微米量级尖锥结构，该微锥结构被称为黑硅。这一新材料有奇特的光电性质，如对0.25～17 μm波长的光有强烈的吸收，具有良好的场致发射特性等, 为硅提供许多新的功能。Mazur教授预言这种新材料相当于60年前的半导体，在探测器、传感器、显示技术及微电子等领域都有重要的潜在应用价值，尤其在高效太阳能电池领域具有其他材料无可比拟的优越性。本文介绍了超快激光微构造