Models for laser ablation of polymers

Chemical Reviews

Volumn 103, Issue 2, 2003, Pages 519-552

  Bityurin, Nikita ^a,b   Luk'yanchuk, Boris S ^b   Hong, Minghui H ^b   Chong, Tow Chong ^b  

^a INSTITUTE OF APPLIED PHYSICS   (Russian Federation)

^b DATA STORAGE INSTITUTE   (Singapore)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CHEMICAL BONDS; LASER ABLATION; MATHEMATICAL MODELS; PHOTOCHEMICAL REACTIONS; PHOTONS;

POLYMER ABLATION;

ORGANIC POLYMERS;

EID: 0037329777     PISSN: 00092665     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cr010426b     Document Type: Review

References (144)

1. Srinivasan, R.; Mayne-Banton, V. Appl. Phys. Lett. 1982, 41, 576.
2. Kawamura, Y.; Toyoda, K.; Namba, S. Appl. Phys. Lett. 1982, 40, 374.
3. Srinivasan, R.; Braren, B. Chem. Rev. 1989, 89, 1303.
4. Miller, J. C.; Haglung, R., Jr., Eds. Laser Ablation - Mechanisms and Applications; Springer-Verlag: Berlin, 1991.
5. Fogarassy, E.; Lazare, S. Laser Ablation of Electronic Materials Basic Mechanisms and Applications; Elsevier: Amsterdam, 1992.
6. Lazare, S.; Granier, V. Laser Chem. 1989, 10, 25.
7. Bäuerle, D. Laser Processing and Chemistry, 3rd ed; Springer-Verlag: Berlin, 2000.
8. Andrew, J. E.; Dyer, P. E.; Forster, D.; Key, P. H. Appl. Phys. Lett. 1983, 43, 717.
9. Deutsch, T. F.; Geis, M. W. J. Appl. Phys. 1983, 54, 7201.
10. Jellinek, H. H. G.; Srinivasan, R. J. Phys. Chem. 1984, 88, 3048.
11. Dijkkamp, D.; Gozdz, A. S.; Venkatesan, T.; Wu, X. D. Phys. Rev. Lett. 1987, 58, 2142.
12. Oldershaw, G. A. Chem. Phys. Lett. 1991, 186, 23.
13. Küper, S.; Brannon, J.; Brannon, K. Appl. Phys. A 1993, 56, 43.
14. Küper, S.; Stuke, M. Appl. Phys. A 1989, 49, 211.
15. Pettit, G. H.; Sauerbrey, R. Appl. Phys. Lett. 1991, 58, 793.
16. Pettit, G. H.; Sauerbrey, R. Appl. Phys. A 1993, 56, 51.
17. Pettit, G. H.; Ediger, M. N.; Hahn, D. W.; Brinson, B. E.; Sauerbrey, R. Appl. Phys. A 1994, 58, 573.
18. Lippert, T.; Bennett, L. S.; Nakamura, T.; Niino, H.; Ouchi, A.; Yabe, A. Appl. Phys. A 1996, 63, 257.
19. Mansour, N.; Ghaleh, K. J. Appl. Phys. A 2002, 74, 63.
20. D'Couto, G. C.; Babu, S. V. J. Appl. Phys. 1994, 76, 3052.
21. Cain, S. R.; Burns, F. C.; Otis, C. E. J. Appl. Phys. 1992, 71, 4107.
22. Cain, S. R.; Burns, F. C.; Otis, C. E.; Braren, B. J. Appl. Phys. 1993, 72, 5172.
23. Cain, S. R. J. Phys. Chem. 1993, 97, 7572.
24. Masubuchi, T.; Tada, T.; Nomura, E.; Hatanaka, K.; Fukumura, H.; Masuhara, H. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 2180.
25. Anisimov, S. I.; Imas, Ye. A.; Romanov, G. S.; Khodyko, Yu. V. Action of High-Power Radiation on Metal; National Technical Information Service, Springfield, Virginia, 1971.
26. Keyes, T.; Clarke, R. H.; Isner, J. M. J. Phys. Chem. 1985, 89, 4194.
27. Sutcliffe, E.; Srinivasan, R. J. Appl. Phys. 1986, 60, 3315.
28. Mahan, G. D.; Cole, H. S.; Liu, Y. S.; Philipp, H. R. Appl. Phys. Lett. 1988, 53, 2377.
29. Lazare, S.; Granier, V. Appl. Phys. Lett. 1988, 54, 862.
30. Schildbach, K. Proc. SPIE 1990, 1279, 60.
31. Kleinschmidt, J.; Walther, J.-U. Phys. Stat. Sol. (a) 1992, 131, 167.
32. Furzikov, N. P. Appl. Phys. Lett. 1990, 56, 1638.
33. Bäuerle, D.; Luk'yanchuk, B.; Schwab, P.; Wang, X. Z.; Arenholz, E. In Laser Ablation of Electronic Materials - Basic Mechanisms and Applications; Elsevier: Amsterdam, 1992; p 39.
34. Tokarev, V. N.; Lunney, J. G.; Marine, W.; Sentis, M. J. Appl. Phys. 1995, 78, 1241.
35. Luk'yanchuk, B.; Bityurin, N.; Himmelbauer, M.; Arnold, N. Nucl. Instr. Methods B 1997, 122, 347.
36. Arnold, N.; Luk'yanchuk, B.; Bityurin, N. Appl. Surf. Sci. 1998, 127, 184.
37. Bityurin, N. Appl. Surf. Sci. 1999, 138-139, 354.
38. Castex, M. C.; Bityurin, N.; Olivero, C.; Muraviov, S.; Bronnikova, N.; Riedel, D. Appl. Surf. Sci. 2000, 168, 175.
39. Castex, M. C.; Bityurin, N. Appl. Surf. Sci. 2002, 197-198, 805.
40. Bityurin, N.; Castex, M. C. J. Appl. Phys. 2003, in press.
41. Bityurin, N.; Arnold, N.; Luk'yanchuk, B.; Bäuerle, D. Appl. Surf. Sci. 1998, 127, 164.
42. Arnold, N.; Bityurin, N. Appl. Phys. A 1999, 68, 615.
43. Bityurin, N. Proc. SPIE. 2001, 4423, 197.
44. Bityurin, N.; Malyshev, A. J. Appl. Phys. 2002, 92, 605.
45. Luk'yanchuk, B.; Bityurin, N.; Anisimov, S.; Bäuerle, D. Appl. Phys. A 1993, 57, 367.
46. Luk'yanchuk, B.; Bityurin, N.; Anisimov, S.; Arnold, N.; Bäuerle, D. Appl. Phys. A 1996, 62, 397.
47. Luk'yanchuk, B.; Bityurin, N.; Malyshev, A.; Anisimov, S.; Arnold, N.; Bäuerle, D. Proc. SPIE 1998, 3343, 58.
48. Lassithiotaki, M.; Athanassiou, A.; Anglos, D.; Georgiou, S.; Fotakis, C. Appl. Phys. A 1999, 69, 363.
49. Athanassiou, A.; Lassithiotaki, M.; Anglos, D.; Georgiou, S.; Fotakis, C. Appl. Surf. Sci. 2000, 154-155, 89.
50. Garrison, B. J.; Srinivasan, R. Appl. Phys. Lett. 1984, 44, 849.
51. Garrison, B. J.; Srinivasan, R. J. Appl. Phys. 1985, 57, 2909.
52. Gorodetsky, G.; Kazyaka, T. G.; Melcher, R. L.; Srinivasan, R. Appl. Phys. Lett. 1985, 46, 828.
53. Kitai, M. S.; Popkov, V. L.; Semchishen, V. A. Makromol. Chem. Macromol. Symp. 1990, 37, 257.
54. Zweig, A. D.; Venugopalan, V.; Deutsch, T. F. J. Appl. Phys. 1993, 74, 4181.
55. Hare, D. E.; Dlott, D. D. Appl. Phys. Lett. 1994, 64, 715.
56. Hare, D. E.; Franken, J.; Dlott, D. D. J. Appl. Phys. 1995, 77, 5950.
57. Bityurin, N.; Malyshev, A.; Luk'yanchuk, B.; Anisimov, S.; Baeuerle, D. Proc. SPIE 1996, 2802, 103.
58. Luk'yanchuk, B.; Bityurin, N.; Anisimov, S.; Malyshev, A.; Arnold, N.; Baeuerle, D. Appl. Surf. Sci. 1996, 106, 120.
59. Zhigiley, L. V.; Kodali, P. B.; Garrison, B. J. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 2845.
60. Albagli, D.; Dark, M.; Perelman, L. T.; von Rosenberg, C.; Itzkan, I.; Feld, M. S. Opt. Lett. 1994, 19, 1684.
61. Anisimov, S. I.; Luk'yanchuk, B. S. Physics-Uspekhi 2002, 45, 293.
62. Braren, B.; Casey, K. G.; Kelly, R. Nucl. Instr. Methods B 1991, 58, 463.
63. Kelly, R.; Braren, B. Appl. Phys. B 1991, 53, 160.
64. Afanasiev, Y. V.; Isakov, V. A.; Zavestovskaya, I. N.; Chichkov, B. N.; von Alvensleben, F.; Welling, H. Appl. Phys. A 1997, 64, 561.
65. Kitai, M. S.; Semchishen, V. A. Quantum Electron. 1996, 26, 517.
66. Hodapp, T. W.; Fleming, P. R. J. Appl. Phys. 1998, 84, 577.
67. Luk'yanchuk, B.; Bityurin, N.; Anisimov, S.; Baeuerle, D. Appl. Phys. A 1993, 57, 449.
68. Bolle, M.; Lazare, S.; Leblank, M.; Wilmes, A. Appl. Phys. Lett. 1992, 60, 674.
69. Lazare, S.; Bolle, M.; Cros, A.; Bellard, L. Nucl. Instr. Methods B 1995, 105, 159.
70. Hiraoka, H.; Gendova, M. Appl. Phys. Lett. 1994, 64, 563.
71. Dyer, P. E.; Farley, R. J.; Giedl, R.; Ragdale, C.; Reid, D. Appl. Phys. Lett. 1994, 64, 3389.
72. Dyer, P. E.; Karnakis, D. M.; Oldershaw, G. A. Appl. Surf. Sci. 1995, 86, 1.
73. Mauser, H. Z. Naturforsch. 1967, 22B, 569.
74. Mauser, H. Z. Naturforsch. 1979, 34C, 1264.
75. Bityurin, N. M. Ph.D. Thesis, Inst. Appl. Phys., USSR Ac. Sci., Gorkii, USSR, 1988.
76. Bityurin, N. M.; Genkin, V. N.; Sokolov, V. V. Sov. J. Polymer Sci. (Vysokomol. Soedin.) 1982, 24A, 748.
77. Bityurin, N.; Muraviov, S.; Alexandrov, A.; Malyshev, A. Appl. Surf. Sci. 1997, 110, 270.
78. Bityurin, N.; Muraviov, S.; Alexandrov, A.; Bronnikova, N.; Malyshev, A. Proc. SPIE 1997, 3093, 108.
79. Dyer, P. E.; Oldershaw, G. A.; Schudel, D. J. of Phys. D - Appl. Phys. 1993, 26, 323.
80. Lapczyna, M.; Stuke, M. Appl. Phys. A 1998, 66, 473.
81. Museur, L.; Zheng, W. Q.; Kanaev, A. V.; Castex, M. C. IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 1995, 1, 900.
82. Riedel, D.; Castex, M. C. Appl. Phys. A 1999, 69, 375.
83. Tinone, M. C. K.; Tanaka, K.; Ueno, N. J. Vac. Sci. Technol. 1995, 13, 1885.
84. Valiev, K. A.; Velikov, L. V.; Dorofeev, Yu. I.; Skurat, V. E. Chem. High Energy 1988, 22, 352.
85. White, J. C.; Craighead, H. G.; Howard, R. E.; Jackel, L. D.; Beringer, R. E.; Epworth, R. W.; Henderson, D.; Sweeney, J. E. Appl. Phys. Lett. 1984, 44, 22.
86. Kudo, K.; Iwabuchi, T.; Muton, K.; Miyata, T.; Sano, R.; Tanaka, K. Jpn. J. Appl. Phys. 1990, 29, 2572.
87. Zienkiewicz, O. C. The Finite Element Method; McGraw-Hill: New York, 1977.
88. Zwillinger, D. Handbook of Differential Equations; Academic Press: Boston, 1989.
89. Karlov, N. V.; Kirichenko, N. A.; Luk'yanchuk, B. S. Laser Thermochemistry; Cambridge International Science Press: 2000.
90. Arnold, N.; Luk'yanchuk, B.; Bityurin, N.; Bäuerle, D. Proc. SPIE 1998, 3343, 484.
91. Wolfram, S. Mathematica, 4th ed; Wolfram Media/Cambridge University Press, 1999.
92. Luk'yanchuk, B.; Bityurin, N.; Anisimov, S.; Bäuerle, D. In Excimer Lasers; Laude, L. D., Ed.; Kluwer Academic Publishers: Dordrecht, 1994; p 59.
93. Brunco, D. P.; Thompson, M. Q.; Otis, C. E.; Goodwin, P. M. J. Appl. Phys. 1992, 72, 434.
94. Bartenev, G. M. Stability and Mechanisms of Polymer Destruction; Khimia, Moscow, 1984 (in Russian).
95. Guillet, J. Polymer Photophysics and Photochemistry; Cambridge University Press: Cambridge, 1985.
96. Srinivasan, R.; Hall, R. R.; Loehle, W. D.; Wilson, W. D.; Allbee, D. C. J. Appl. Phys. 1995, 78, 4881.
97. Ball, Z.; Feurer, T.; Callahan, D. L. Sauerbrey, R. Appl. Phys. A 1996, 62, 203.
98. Lazare, S.; Guan, W.; Drilhole, D. Appl. Surf. Sci. 1996, 96-98, 605.
99. Taylor, R. S.; Singleton, D. L.; Paraskevopoulos, G. Appl. Phys. Lett. 1987, 50, 1779.
100. Samarskii, A. A.; Vabishchevich, P. N. Computational Heat Transfer; John Wiley: New York, 1995.
101. Himmelbauer, M.; Bityurin, N.; Luk'yanchuk, B.; Arnold, N.; Bäuerle, D. Proc. SPIE 1997, 3093, 220.
102. Ortelli, E. E.; Geiger, F.; Lippert, T.; Wei, J.; Wokaun, A. Macromolecules 2000, 33, 5090.
103. Babu, S. V.; D'Couto, G. C.; Egitto, F. D. J. Appl. Phys. 1992, 72, 692.
104. Himmelbauer, M.; Arenholz, E.; Bäuerle, D. Appl. Phys. A 1996, 63, 87.
105. Paraskevopoulos, G.; Singleton, D. L.; Irwin, R. S.; Taylor, R. S. J. Appl. Phys. 1991, 70, 1938.
106. Himmelbauer, M.; Arenholz, E.; Bäuerle, D.; Schichler, K. Appl. Phys. A 1996, 63, 337.
107. Preuss, S.; Spaeth, M.; Zhang, Y.; Stuke, M. Appl. Phys. Lett. 1993, 62, 3049.
108. Kautek, W.; Krueger, J.; Lenzner, M.; Sartania, S.; Spielman, Ch.; Krausz, F. Appl. Phys. Lett. 1996, 69, 3146.
109. Stuart, B. C.; Feit, M. D.; Rubenchik, A. M.; Shore, B. W.; Perry, M. D. Phys. Rev. Lett. 1995, 74, 2248.
110. Oraevsky, A. A.; DaSilva, L. B.; Feit, M. D.; Glinsky, M. E.; Mammini, B. M.; Paquette, K. L.; Perry, M. D.; Rubenchik, A. M.; Small, W.; Stuart, B. C. Proc. SPIE 1995, 2391, 423.
111. Stuart, B. C.; Feit, M. D.; Herman, S.; Rubenchik, A. M.; Shore, B. W.; Perry, M. D. JOSA B 1996, 13, 459.
112. Bityurin, N.; Malyshev, A. Appl. Surf. Sci. 1998, 127-129, 199.
113. Malyshev, A. Yu.; Bityurin, N. M. Quantum Electron. 1999, 29, 134.
114. Frisoli, J. K.; Hefetz, Y.; Deutsch, T. F. Appl. Phys. B 1991, 52, 168.
115. Rosenfeld, A.; Ashkenasi, D.; Varel, H.; Wähmer, M.; Cambell, E. E. B. Appl. Surf. Sci. 1998, 127-129, 76.
116. Stoian, R.; Ashkenasi, D.; Rosenfeld, A.; Campbell, E. E. B. Phys. Rev. B 2000, 62, 13167.
117. Stoian, R.; Boyle, M.; Thoss, A.; Rosenfeld, A.; Ashkenasi, D.; Korn, G.; Hertel, I. V.; Campbell, E. E. B. In Technical Digest CLEO'2001, Baltimore, MD, Baltimore Convention Center, May 6-11, 2001, p 577.
118. Srinivasan, V.; Smrtic, M. A.; Babu, S. V. J. Appl. Phys. 1986, 59, 3861.
119. Schmidt, H.; Ihlemann, J.; Wolff-Rottke, B.; Luther, K.; Troe, J. J. Appl. Phys. 1998, 83, 5458.
120. Dyer, P. E.; Sidhu, J. J. Appl. Phys. 1985, 57, 1420.
121. Kalontarov, L. I. Phylos. Magn. Lett. 1991, 63, 289.
122. Kalontarov, L. I.; Marupov, R. Chem. Phys. Lett. 1992, 196, 15.
123. Shlapintokh, V. Ya. Photochemical Conversion and Stabilization of Polymers; Hanser Publishers: New York, 1984.
124. Blanchet, G. B.; Fincher, C. R., Jr. Appl. Phys. Lett. 1994, 65, 1311.
125. Blanchet, G. B.; Shah, I. Appl. Phys. Lett. 1993, 62, 1026.
126. Dickinson, J. T.; Jaw-Jung, Shin; Jiang, W.; Norton, M. G. J. Appl. Phys. 1993, 74, 4729.
127. Dickinson, J. T.; Jaw-Jung, Shin; Jiang, W.; Norton, M. G. Nucl. Instr. Methods B 1994, 91, 672.
128. Tsunekava, M.; Nishio, S.; Sato, H. Jpn. J. Appl. Phys. 1995, 34, 218.
129. Blanchet, G. B.; Fincher, C. R., Jr. Appl. Phys. Lett. 1996, 68, 929.
130. Blanchet, G. B. J. Appl. Phys. 1996, 80, 4082.
131. Srinivasan, R.; Braren, B.; Casey, K. G. J. Appl. Phys. 1990, 68, 1842.
132. Hare, D. E.; Dlott, D. D. Appl. Phys. Lett. 1994, 64, 715.
133. Bennet, L. S.; Lippert, T.; Furutani, H.; Fukumura, H.; Masuhara, H. Appl. Phys. A 1996, 63, 327.
134. Odian, G. Principle of Polymerization, 2nd ed; Wiley: New York, 1970; p. 258.
135. Zeldovich, Ya. B.; Raizer, Yu. P. Physics of Shock Waves and High-Temperature Hydrodynamic Phenomena; New York, Academic Press: 1966-1967, 2 vols.
136. Malyshev, A. Ph.D. Thesis, Inst. Appl. Phys. Russian Ac. Sci., N. Novgorod, 2002.
137. Blanchet, G. B.; Cotts, P.; Fincher, C. R., Jr. J. Appl. Phys. 2000, 68, 2975.
138. Mikheev, Yu. A.; Popravko, T. S.; Toptygin, D. Ya. Doklady AN SSSR 1973, 210, 148.
139. Gupta, A.; Liang, R.; Tsay, F. D.; Moacanin, J. Macromolecules 1980, 13, 1696.
140. Tonyali, K.; Jensen, L. C.; Dickinson, J. T. J. Vac. Sci. Technol. A 1988, 6, 941.
141. Bahners, T.; Schollmeyer, E. J. Appl. Phys. 1989, 66, 1884.
142. Arenholz, E.; Wagner, M.; Heitz, J.; Bäuerle, D. Appl. Phys. A 1992, 55, 119.
143. Bityurin, N.; Arenholz, E.; Arnold, N.; Bäuerle, D., to be published.
144. Aksenov, V. P.; Mikhailova, G. N.; Boneberg, J.; Leiderer, P.; Muenzer, H. J. Proc. SPIE 2001, 4423, 70.