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脈沖激光沉積介紹
脈沖激光沉積也被稱為脈沖激光燒蝕(pulsed laser ablation,PLA),是一種利用激光對(duì)物體進(jìn)行轟擊,然后將轟擊出來(lái)的物質(zhì)沉淀在不同的襯底上,得到沉淀或者薄膜的一種手段。
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脈沖激光沉積機(jī)制
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PLD的系統(tǒng)設(shè)備簡(jiǎn)單,相反,它的原理卻是非常復(fù)雜的物理現(xiàn)象。正確的設(shè)計(jì)是成功使用RHEED和PLD的重要因數(shù)RHEED通常在高真空(<。它涉及高能量脈沖輻射沖擊固體靶時(shí),激光與物質(zhì)之間的所有物理相互作用,亦包括等離子羽狀物的形成,其后已熔化的物質(zhì)通過(guò)等離子羽狀物到達(dá)已加熱的基片表面的轉(zhuǎn)移,及膜的生成過(guò)程。所以,PLD一般可以分為以下四個(gè)階段:
1. 激光輻射與靶的相互作用
2. 熔化物質(zhì)的動(dòng)態(tài)
3. 熔化物質(zhì)在基片的沉積
4. 薄膜在基片表面的成核(nucleation)與生成。
脈沖激光沉積細(xì)節(jié)介紹
很多復(fù)雜氧化物薄膜在相對(duì)高的氧氣壓力(>100 Torr)下冷卻是有利的。所有Pioneer 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工作壓力范圍。從它們的額定初始?jí)毫Φ酱髿鈮毫?。這也有益于納米粒子的生成。
Pioneer PLD 系統(tǒng)的激光束入射角為45°,保持了激光密度在靶材上的均勻性,同時(shí)避免使用復(fù)雜而昂貴的光學(xué)部件。淺的入射角能夠拉長(zhǎng)靶材上的激光斑點(diǎn),導(dǎo)致密度均勻性的損失。
為了避免使用昂貴的與氧氣兼容的真空泵流體,消除油的回流對(duì)薄膜質(zhì)量的影響,所有Pioneer 系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)配置都采用無(wú)油真空系統(tǒng)。
我們的研究表明靶和基片的距離是獲得較佳薄膜質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù)。Pioneer 系統(tǒng)采用可變的靶和基片的距離,對(duì)沉積條件進(jìn)行較大的控制。
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脈沖激光沉積設(shè)備介紹
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