脉冲激光气相沉积技术及其在ICF薄膜靶制备中的应用

在ICF实验及天体物理的辐射不透明实验中,经常用到多层薄膜靶,激光脉冲气相沉积(PLD)技术是制备多层薄膜靶的较好方法。论述了PLD技术的原理、实验方法和装置的设计,用该方法初步制备了原子级光滑的Cu及Cu Fe薄膜。Cu薄膜的均方根粗糙度为0.2nm,Fe薄膜的均方根粗糙度为0.4nm。

脉冲激光气相沉积法制备钴纳米薄膜实验研究

采用脉冲激光沉积技术制备了钴纳米薄膜,分析和讨论了不同背景气压和脉冲频率对钴纳米薄膜表面形貌的影响及纳米微粒的形成机理。实验结果表明:在低背景气压下,等离子体羽辉自身粒子之间的碰撞占主导作用,容易形成液滴;在较高背景气压下,等离子体羽辉边缘粒子和背景气体粒子之间的碰撞占主导作用,容易形成小岛并凝聚成微颗粒;在4Hz的脉冲重复频率和5Pa背景气压下生长出单分散性良好的钴纳米颗粒。

脉冲激光气相沉积技术现状与进展

介绍了脉冲激光沉积法(PLD)制备薄膜技术的原理、特点和这一研究领域的现状,着重介绍了脉冲激光沉积薄膜技术的研究动态和进展情况。大量研究表明,脉冲激光沉积法是一种最好的制备薄膜的方法之一。

脉冲激光沉积掺W类金刚石膜的性能

采用氟化氪(KrF)脉冲准分子激光烧蚀沉积(PLD)技术,在硅基体表面制备不同掺W时间的类金刚石薄膜(W-DLC)。利用AFM、XRD、Raman、纳米压痕等手段分析和研究薄膜的表面形貌、结构以及部分性能。结果表明:W掺入后形成了α-W2C和WC相,并且没有明显改变薄膜中sp2和sp3键的含量,薄膜的表面粗糙度基本不受W掺入时间的影响,残余应力降低约1个数量级(二十几个GPa下降到几个GPa),硬度和弹性模量随W掺入时间的增加而逐渐降低。

Co/BaTiO3纳米复合薄膜的PLD法制备及其Raman光谱

采用脉冲激光气相沉积(PLD)技术在MgO(100)衬底上生长了Co/BaTiO3纳米复合薄膜,利用原子力显微镜、透射电镜、X射线衍射(XRD)及Raman光谱等测试分析手段对Co/BaTiO3纳米复合薄膜进行测试分析。结果表明:薄膜表面均匀、致密,具有原子尺度的光滑性;Co纳米晶粒呈单分散、均匀分散在沿C轴呈单取向生长的BaTiO3单晶基体中;随着掺杂Co含量的增高,BaTiO3的Raman峰的峰强随之增大。

Fe纳米颗粒嵌埋对类金刚石薄膜结构及电学性能的影响

采用脉冲激光气相沉积方法制备了不同Fe嵌埋浓度的Fe:DLC多层纳米复合薄膜。用X射线光电子能谱仪(XPS)对薄膜的组成成分进行分析。利用透射电子显微镜(TEM)、拉曼光谱、电流-电压曲线研究Fe纳米颗粒嵌埋对薄膜的微观结构及电学性能的影响。XPS和TEM表明,Fe纳米颗粒周期性地均匀地嵌埋在碳薄膜中。拉曼光谱表明薄膜中的C为典型的类金刚石结构,Fe纳米颗粒促进芳香环式结构的形成,薄膜结构的有序度提高。电流-电压曲线表明,Fe纳米颗粒的嵌埋导致薄膜的室温电导率增加。

Fe/Al混合膜的PLD法制备及表面分析

采用脉冲激光气相沉积(PLD)技术制备了Fe/Al 混合膜,测量了该混合膜的光电子能谱(XPS),并采用原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)对Fe/Al混合膜作了表面分析。结果表明:Fe/Al混合膜的表面粗糙度对衬底温度有明显的依赖性, 随着衬底温度的升高,薄膜的表面逐渐变得平滑,膜层变得致密,在200 ℃衬底温度下制得了均方根(rms)粗糙度为0.154 nm、具有原子尺度光滑性的Fe/Al混合膜, 膜中Fe和Al分布比较均匀,其成分比约为1∶3,同时XPS分析也表明Fe/Al混合膜暴露在空气中后表面形成了Al2O3 和FeO氧化层。

LiH薄膜制备技术进展

纳米厚度、表面光滑的氢化锂薄膜的制备研究具有十分重要的意义。综述了氢化锂薄膜的制备方法:电阻蒸发法和磁控溅射法。比较研究后认为这两种制备方法制备的氢化锂薄膜,表面粗糙度高,不能达到软x射线多层膜的要求。而脉冲激光气相沉积法可以制备表面超光洁,厚度最小为几个纳米的薄膜,是制备表面光滑的薄膜的一种重要制备方法。

脉冲频率对锆薄膜表面形貌和结构的影响

用脉冲激光气相沉积法在金属钼基底上制备锆薄膜,并用SEM,AFM,XRD等手段分析薄膜表面形貌和晶体结构,研究了脉冲激光频率对薄膜表面形貌和晶体结构的影响。结果表明:随着激光脉冲频率的提高锆薄膜表面液滴数目增加,液滴尺寸增大,薄膜的沉积速率显著降低。薄膜表面的平均纳米颗粒尺寸,随着频率的提高呈现先增大后减小的规律。从XRD数据发现,较高的脉冲频率极大地促进了薄膜的结晶性生长;但是,频率变化对Zr薄膜晶体结构、晶面择优生长的影响并不明显,薄膜呈现典型的hcp结构且不随频率的变化改变。

Zn_(1-x)Co_xO稀磁半导体薄膜的结构及其磁性研究

利用X射线吸收精细结构、X射线衍射和磁性测量等技术研究脉冲激光气相沉积法制备的Zn1-xCoxO(x=0.01,0.02)稀磁半导体薄膜的结构和磁性.磁性测量结果表明Zn1-xCoxO样品都具有室温铁磁性.X射线衍射结果显示其薄膜样品具有结晶良好的纤锌矿结构.荧光X射线吸收精细结构测试结果表明,脉冲激光气相沉积法制备的样品中的Co离子全部进入ZnO晶格中替代了部分Zn的格点位置,生成单一相的Zn1-xCoxO稀磁半导体.通过对X射线吸收近边结构谱的分析,确定Zn1-xCoxO薄膜中存在O空位,表明Co离子与O空位的相互作用是诱导Zn1-xCoxO产生室温铁磁性的主要原因.