1、在一定環(huán)境氣體氛圍下，用超短激光脈沖照射硅片表面，會在硅表面產(chǎn)生準(zhǔn)規(guī)則排列的錐形尖峰結(jié)構(gòu)。這些錐形尖峰結(jié)構(gòu)的尺度和間距都在微米量級。經(jīng)過表面微構(gòu)造的硅材料，光吸收效率顯著提高，尤其是在紅外波段，光吸收的增強(qiáng)更為明顯。對這一現(xiàn)象的研究，不僅是激光與物質(zhì)相互作用的基本課題，也具有巨大的潛在應(yīng)用價值，具有重大的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。
　　 建立了利用超短激光脈沖對硅表面進(jìn)行微構(gòu)造的實(shí)驗(yàn)裝置，對硅表面微結(jié)構(gòu)的形成及其光吸收性質(zhì)進(jìn)行了系統(tǒng)的

2、研究。結(jié)果表明，激光通量和環(huán)境氣體對表面微觀結(jié)構(gòu)的形成起著決定性的作用。只有在SF6氣體氛圍下，才能形成尖銳的錐形尖峰結(jié)構(gòu)。尖峰的高度和間距都隨著激光通量的增加而增大。
　　 研究了不同激光通量，SF6和N2氛圍條件下制備的、具有不同峰高的表面微構(gòu)造硅材料的光吸收性質(zhì)，結(jié)果表明表面微構(gòu)造硅材料在0.3～16.7μm波長范圍內(nèi)的光吸收率顯著提高。SF6氛圍下制備的表面微構(gòu)造硅材料的光吸收率在整個測量波段范圍內(nèi)可保持在80％以上；N

3、2氛圍下制備的表面微構(gòu)造硅材料在0.3～1.1μm和9～14μm波段的光吸收率可保持在80％以上，但是在3～7μm處形成一個低吸收帶。表面微構(gòu)造硅這種極好的光吸收特性使其在高效硅太陽能電池、全波段光探測器、激光功率計、光通信和遙感等領(lǐng)域具有巨大的潛在應(yīng)用價值。
　　 鑒于表面微構(gòu)造硅具有增強(qiáng)的光吸收特性，且其表面具有微結(jié)構(gòu)形貌，在其表面蒸鍍了一層金屬薄膜，借以研究具有復(fù)雜微結(jié)構(gòu)的金屬薄膜的光吸收性質(zhì)。
　　 在對表面微構(gòu)

4、造硅進(jìn)行光學(xué)測量的基礎(chǔ)上，制作了基于表面微構(gòu)造硅這一新材料的太陽能光伏原型器件，對其光伏性質(zhì)進(jìn)行了研究。在He-Ne激光器632.8nm譜線的照射下，該器件分別產(chǎn)生了0.11mA的短路電流和53.3 mV的開路電壓。對應(yīng)的材料外量子效率達(dá)到了112.9％。對于其外量子效率大于1這一反常現(xiàn)象我們也進(jìn)行了分析，并準(zhǔn)備展開進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)工作進(jìn)行驗(yàn)證。
　　 最后，研究了不同氣體氛圍下超短激光脈沖與金的相互作用，特別是在空氣中的相互作用。

5、實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)超短激光脈沖與金的相互作用可以劃分為高、中、低三個激光通量區(qū)域。在高通量區(qū)域，觀察不到表面波的存在，只能看到顆粒以及顆粒團(tuán)簇。在中等通量區(qū)域，可以觀察到表面波結(jié)構(gòu)的存在，其周期長度與飛秒激光脈沖的中心波長相當(dāng)，均在亞微米量級，這與瑞利衍射條件的理論預(yù)期完全一致。在低通量區(qū)域，觀察到反常的表面波結(jié)構(gòu)，其周期長度在20μm以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于入射飛秒激光脈沖的中心波長，這是用瑞利衍射條件所無法解釋的。反常表面波結(jié)構(gòu)的形成，認(rèn)為是應(yīng)力釋放或