脉冲激光沉积(PLD)的研究动态与新发展

介绍了脉冲激光沉积薄膜技术的原理、特点,详细探讨了脉冲激光沉积的研究动态和发展趋势。大量研究表明,PLD 技术是目前制备薄膜的最好方法之一。

纳米薄膜脉冲激光沉积技术

简要介绍了脉冲激光薄膜沉积 (PLD)技术的物理原理、独具的特点 ,并且介绍了在PLD基础上结合分子束外延 (MBE)特点发展起来的激光分子束外延 (L -MBE) ,以及采用L

溅射Ga_2O_3反应自组装和脉冲激光沉积(PLD)法制备GaN薄膜

用溅射Ga2O3反应自组装和脉冲激光沉积(PLD)法分别在硅和蓝宝石衬底上制备CaN薄膜,用X射线衍射图谱(XRD)和原子力显微镜(AFM)对GaN薄膜的结构和形貌进行分析,结果表明,采用两种方法在两种衬底上均可制备出结晶较好的CaN薄膜,但硅衬底上制备的GaN薄膜的晶粒明显大于在蓝宝石衬底上制备的GaN薄膜的晶粒,进一步表明硅基溅射Ga2O3反应自组装GaN薄膜晶化程度较高.

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。

脉冲激光溅射沉积技术的发展及其应用研究

薄膜材料已经在半导体材料、超导材料、生物材料等方面得到广泛应用。为了得到高质量的薄膜材料,脉冲激光溅射沉积(PLD)技术受到了广泛的关注。文中介绍了脉冲激光溅射沉积薄膜的基本原理及特点,分析了脉冲激光溅射沉积技术在制备高温超导膜、铁电薄膜、生物陶瓷薄膜等功能薄膜方面的应用研究。大量研究表明,脉冲激光溅射沉积是目前最好的制备薄膜的方法之一,具有很大的发展潜力和广泛的应用前景。

脉冲激光沉积La_(1/3)(Ca_(2/3)Sr_(1/3))_(2/3)MnO_3薄膜结构及输运特性的研究

采用PLD法在LaAlO_3(012)单晶衬底上外延生长了高、双掺杂La_(1／3)(Ca_(2／3)Sr_(1／3))(2／3)MnO_3(LCSMO)薄膜。薄膜的X射线衍射谱表明,薄膜具有钙钛矿赝立方结构,且具有(012)方向的择优取向；用原子力显微镜对薄膜的表面形貌进行了分析,发现薄膜表面相对比较平坦；在密封的液氮杜瓦瓶里用四探针法对薄膜的输运特性进行了测试,电阻-温度试验曲线表明,在温度77K～400K的范围内薄膜呈现类半导体特性,没有金属-绝缘体转变温度(T_(Ml))出现；薄膜的红外透射谱在606cm^(-1)处有一个很强的吸收峰,由红外透射谱计算出光学能隙E_(opt)大约为0.7eV,薄膜的光学折射率为1.373。分析认为LCSMO薄膜的类半导体特性是由于A离子半径变化引起晶格畸变造成的。

飞秒脉冲激光沉积Si基α轴择优取向的钛酸铋铁电薄膜及Ⅰ-Ⅴ特性研究

采用飞秒脉冲激光沉积系统,在Si(111)衬底上制备了a轴和c轴择优取向的Bi4Ti3O12薄膜．X射线衍射(XRD)表明:室温(20℃)下沉积的Bi4Ti3O12／Si(111)薄膜呈c轴择优取向,晶粒的平均直径为20nm．在500℃沉积的Bi4Ti3O12／Si(111)薄膜呈a轴择优取向．测量了薄膜的电滞回线和Ⅰ-Ⅴ特性曲线,并用分布参数电路研究了Bi4Ti3O12薄膜的,Ⅰ-Ⅴ特性曲线和铁电性的关联性．a轴择优取向Bi4Ti3O12薄膜的剩余极化强度Pr=15μC／cm2,矫顽力Ec=48kV／cm．

NaF薄膜的脉冲激光沉积法制备与结构研究

采用脉冲激光沉积(PLD)方法在Si(100)衬底上制备了NaF薄膜。在激光重复频率2 Hz,能量密度3 J/cm2,本底真空度5×10-5Pa的条件下,研究衬底温度对薄膜沉积速率及结构的影响。台阶仪分析表明:薄膜的沉积速率随衬底温度增加呈指数函数增加,算出NaF薄膜的反应激活能为48.67 kJ/mol。原子力显微镜分析表明:薄膜致密而光滑,均方根粗糙度为0.553 nm。扫描电镜截面微观形貌分析表明:薄膜呈现柱状结构。X射线衍射分析表明:NaF薄膜为面心立方晶体结构,并具有显著的择优取向;当衬底温度约为400℃时,平均晶粒尺寸最大(129.6 nm),晶格微应变最小(0.225%)。

脉冲激光沉积类金刚石薄膜的厚度均匀性建模

在脉冲激光沉积类金刚石薄膜过程中,针对薄膜均匀性差的问题,提出偏轴沉积、脉冲激光扫描沉积、双光束沉积和多光束沉积等模式来改善薄膜的均匀性。初步建立了脉冲激光沉积类金刚石薄膜厚度均匀性模型,并分别进行了薄膜厚度分布的模拟,在模拟过程中,强调了在不影响薄膜性能的基础上改善薄膜均匀性,并讨论了沉积模式对薄膜颗粒物问题的影响。结果表明,采用多光束沉积薄膜,厚度均匀性得到极大改善,而且颗粒物问题也得到了改善。最后提出模型改良意见。

WO_3/Si纳米晶薄膜的脉冲准分子激光沉积及结构分析

采用脉冲准分子激光大面积扫描沉积技术，在Ｓｉ（１１１）单晶衬底上沉积了 ＷＯｘ薄膜．采用Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）、喇曼光谱（ＲＳ）、付里叶红外光谱（ＦＴ－ＩＲ）及透射电镜扫描附件（ＳＴＥＭ）对不同条件下沉积的样品进行了结构分析．结果表明，氧分压和沉积温度是决定薄膜结构和成份的主要参数．在沉积温度３００℃以上及２０Ｐａ氧压下得到了三斜相纳米晶ＷＯ３薄膜．

铌酸盐无铅压电薄膜的脉冲激光沉积制备研究

采用脉冲激光沉积(PLD)在Pt/Ti/SiO2/Si基片上制备了新型Li0.04(Na0.5K0.5)0.96(Nb0.775Ta0.225)O3无铅压电陶瓷薄膜,分别利用X-射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)研究了该薄膜的晶体结构及表面形貌,分析研究了制备技术和工艺对薄膜晶体结构及表面形貌的影响。研究结果表明:薄膜的热处理温度和氧气压力对所生长的薄膜影响较大;制备Li0.04(Na0.5K0.5)0.96(Nb0.775Ta0.225)O3薄膜的最佳退火温度和氧气压力分别为650℃和30 Pa;利用脉冲激光沉积的Li0.04(Na0.5K0.5)0.96(Nb0.775Ta0.225)O3无铅压电陶瓷薄膜具有精细的表面结构。

靶衬间距对脉冲激光沉积薄膜均匀性的影响

以国产脉冲激光沉积设备(PLD-Ⅲ型)在玻璃衬底上沉积Ti O2薄膜为例,研究了PLD法制膜过程中靶衬间距对薄膜均匀性的影响.实验过程中,以Ti O2陶瓷片作为靶材,玻璃作为衬底,保持其他工艺条件(如单脉冲能量、脉冲频率、沉积脉冲总数、衬底温度等)不变,专门考察了不同靶衬间距下,Ti O2薄膜在整个衬底台平面区域的沉积分布状况.结果表明,按样品的表观灰度划分,薄膜沉积的相对均匀区可分为2～3个轴对称区域,分别对应不同的沉积速率和厚度;在一定范围内调节靶衬间距(3.00～7.00 cm),可使高速率沉积区逐渐由轴对称的圆环状变为中心大圆斑(直径约2.20 cm).结合PLD沉积原理与靶衬之间的几何关系,分析了导致上述结果的机理.

脉冲激光沉积NiZn铁氧体薄膜的微观结构和磁性

采用脉冲激光沉积 (PLD)技术 ,分别在单晶硅基片和玻璃基片上沉积了NiZn铁氧体多晶薄膜 ,薄膜为单相尖晶石结构 ,在两种基片上都呈现出一定的 ( 4 0 0 )晶面的择优取向 ,但在硅基片上择优生长更显著 ;随着基片温度t的升高 ,薄膜晶粒尺寸逐渐增大 ;在t=5 0 0℃附近饱和磁化强度Ms 出现最小值 ,而矫顽力Hc 出现最大值 ;对薄膜进行退火处理 ,可使细小晶粒长大和内应力减小 。

脉冲激光沉积法制备Zn0薄膜中衬底温度对Zn0薄膜结构的影响

采用溶胶——凝胶法制备高纯的靶材,利用PLD法生长薄膜,成功地在Si衬底上生长了高质量的ZnO薄膜,系统的研究了衬底温度对薄膜生长的影响。采用XRD对薄膜结构进行分析。XRD测试表明,大部分薄膜都具有高度的C轴择优生长取向性,只有衬底温度过高薄膜结构才发生改变。

脉冲激光沉积法制备Ca_3Co_4O_9热电薄膜的研究

分别采用固相法和溶胶-凝胶(Sol-Gel)法制备了Ca3Co4O9热电陶瓷靶材,对Ca3Co4O9薄膜的成膜工艺及机制进行了分析与探讨,在此基础上,采用适当的靶材利用脉冲激光沉积(PLD)技术在(0001)晶向(c轴)的Al2O3衬底上生长了单相的Ca3Co4O9薄膜。通过X-射线衍射(XRD)仪、金相显微镜及扫描电镜(SEM)等表征手段,研究了靶材与薄膜的制备工艺对热电薄膜的物相、显微结构及形貌的影响。用直流四探针法测定了靶材和薄膜电阻率与温度的关系,结果表明,薄膜具有明显的半导体特性。

紫外脉冲激光烧蚀沉积Ta_2O_5薄膜过程的研究

对３５５ｎｍ激光烧蚀沉积Ｔａ２Ｏ５薄膜的过程进行了研究。由时间分辨四极质谱测得烧蚀Ｔａ２Ｏ５产生的正离子有Ｔａ＋、Ｏ＋、ＴａＯ＋和ＴａＯ＋２，中性粒子有Ｏ、Ｔａ、ＴａＯ和ＴａＩＯ２，并测定了它们的飞行时间（ＴＯＦ）谱。在不同压强的Ｏ２气氛下，由测得的时间分辨发光光谱表明，烧蚀产物在向基片飞行过程在发生了氧化反应。对沉积薄膜的组成分析表明，钽及其氧化物在基片上存在进一步氧化过程。

溅射时间对脉冲激光沉积制备β-FeSi_2薄膜的影响

本文基于脉冲激光沉积(PLD)方法及热退火处理方式,利用输出波长为1064 nm的Nd:YAG脉冲激光器在P型Si(100)衬底上生长了均匀的单相β-FeSi2薄膜。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)分析技术,研究了β-FeSi2薄膜的结构、组分、结晶质量和表面形貌。结果发现,在其他相同沉积条件下,随着溅射时间的增加,薄膜晶化程度、颗粒大小和形状、表面粗糙度都发生规律性变化,通过分析比较得出,在本实验条件下溅射时间为40 min制备的β-FeSi2薄膜结晶质量较好。

脉冲激光沉积法制备的Ge(S_(90)Se_(10))_2硫系薄膜中的光致漂白效应研究(英文)

运用激光脉冲沉积法(PLD)制备了Ge(S90Se10)2薄膜,通过运用紫外汞灯对制备的薄膜进行不同时间的辐照,我们确定了达到饱和状态所需要的辐照时间(90分钟)。当薄膜处于饱和状态时,巨大的光致漂白效应被观察到了(ΔE=0.36ev)。此外,在本文中,我们也对光致漂白效应的机理进行了阐述,一种新型的光电子材料被发现了。

氮化时间对脉冲激光沉积AlN薄膜性能的影响

应用脉冲激光沉积(PLD)技术在氮化处理后的蓝宝石衬底上外延生长AlN薄膜。研究了氮化处理时间对AlN薄膜结构性能和表面形貌的影响,利用原位反射式高能电子衍射(RHEED)对生长过程进行实时观测,利用高分辨X射线衍射仪(HRXRD)和扫描电子显微镜(SEM)对AlN薄膜的结构性能以及表面形貌等进行表征和分析。结果表明,随着氮化时间的增加,AlN形核种子数量增加并逐渐有序,促进AlN薄膜由多晶转为单晶并提高其晶体质量,有利于AlN薄膜由三维生长转为二维生长,改善AlN薄膜表面形貌。为采用PLD技术制备高质量AlN基器件提供了一种新思路。

脉冲激光沉积法制备Pt薄膜的研究

采用脉冲激光沉积技术在(0001)取向的蓝宝石基片上外延生长了Pt单晶薄膜,研究了沉积温度和激光能量对Pt薄膜的晶体结构,表面形貌及电学性能的影响规律。X射线衍射(XRD)分析结果表明,在沉积温度650℃、激光脉冲频率1Hz和激光能量280mJ的条件下,制备得到的Pt(111)单晶薄膜,其(111)面ω摇摆曲线半高宽(FWHM)仅为0.068°。原子力显微镜(AFM)分析表明外延的Pt薄膜表面具有原子级平整度,其表面均方根粗糙度(RMS)约为1.776nm。四探针电阻测试结果显示薄膜方阻为1.962Ω/□,满足铁电薄膜的制备工艺对Pt底电极的要求。