脉冲激光沉积原理
deposition 脉冲激光沉积(Pulsed Laser Deposition,简称PLD)是一种将激光束瞬间作用于靶材表面,使其物质溅射,在底板上沉积成薄膜的技术。该技术具有高纯度、高简化度、高复杂度、高膜质量和高可控性等优点,可广泛应用于各种材料的薄膜制备和研究。
PLD技术的实现基础是激光与物质相互作用的几个基本过程,包括:吸收、传输、耦合、能量转化和溅射等。在PLD过程中,首先就是激光的吸收过程。通常,激光波长在400nm到1μm之间,与靶材相互作用时,会被物质吸收而转化为电子和电磁场等。然后,激光能量会传输到靶材内部,通过电子和离子的耦合,使物质发生局部升温和扩散。当耦合的电子和离子达到足够高的能量时,会带动靶材表面物质分子溅射出来。这种由靶材表面物质分子溅射出来的原子、离子和中性物质称为飞行物种。最后,飞行物种沉积在底板上形成所需的薄膜。
在PLD技术中,激光的功率密度、波长、脉宽和重复频率等参数会影响物质吸收、传输、耦合和溅射等过程。因此,PLD技术需要精确控制这些参数,使物质均匀、高效、低缺陷地沉积在底板上。此外,靶材的化学组成和表面形貌等也会影响PLD的效果。因此,
正确选择靶材及其制备方法非常关键,能够有效地提高PLD技术的可靠性和重复性。
总的来说,PLD技术是一种高效、精确、可控、高质量的薄膜制备技术,广泛应用于半导体、磁性材料、超导材料、光学材料、生物材料、纳米材料等领域中。
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