Laser detection of surface acoustic waves as a method of measuring an Ar ion beam modification of carbon thin film

表面弾性波のレーザー検出法を用いたアルゴンイオンによる炭素薄膜の改質の観測

北澤 真一; Putra, P.; 境 誠司; 鳴海 一雅; 楢本 洋; 山本 春也; 千葉 敦也

Kitazawa, Shinichi; Putra, P.; Sakai, Seiji; Narumi, Kazumasa; Naramoto, Hiroshi; Yamamoto, Shunya; Chiba, Atsuya

パルス的なエネルギーの衝撃によって発生する弾性波は、衝撃を受けた物質の弾性的な性質を反映する。表面弾性(SAW)は、非破壊的に薄膜の性質を調べるのに有効な手段である。本研究では、パルス・レーザーによって発生したSAWをプローブ・レーザーで検出した。この検出方法で、13keVArイオンによってアモルファスカーボン薄膜が改質される様子を、SAWの伝播速度の変化を観察した。その結果、剛性率の変化により、伝播速度が変化する様子を観測した。

Pulsed energy impacts are expected to generate the elastic waves reflecting the elastic properties of impacted substances. Among the generated waves, the surface acoustic waves (SAW) can be more specific to the surface structures and can be used effectively in the characterization of thin films in a non-destructive way. In the present study, pulsed laser impacts were employed to generate SAWs on a thin film and the SAWs are detected with a laser reflection technique. To test the effectiveness of this method, an amorphous carbon films were irradiated with 13 keV Ar ions at room temperature in a broad range and the SAW propagation velocity was evaluated as a function of Ar ion dose. The present preliminary experiment using pulsed laser suggests the successful detection of SAW from typical substances with different modulus of elasticity such as fcc metals, oxides and semi conducting materials.