脉冲准分子激光淀积薄膜的实验研究

利用两种脉宽 (30ns,5 0 0fs)的KrF准分子激光展开了淀积类金刚石薄膜的实验研究 ,并且成功地制备了大面积不含氢成分的HF DLC薄膜 ,运用时空分辨的等离子体发射光谱诊断系统和离子探针系统研究了等离子体特性对薄膜性能的影响。尝试了利用准分子激光制备非晶硅薄膜 ,研究了实验参数对非晶硅薄膜制备的影响 。

脉冲激光法淀积MgO薄膜及其结晶性能的研究

研究了脉冲激光淀积MgO薄膜的过程中,制备工艺参数对薄膜结晶性的影响.研究发现,MgO薄膜的结晶性主要受控于衬底温度和激光能量密度,而薄膜的生长速率则依赖于脉冲频率、衬底与靶材间的距离以及激光能量密度.通过对比不同靶材,即金属Mg靶和烧结陶瓷MgO靶,对薄膜结晶性的影响,发现通过添加一层TiN籽晶层可以显著改善薄膜的结晶质量.最后在优化的制备工艺参数:衬底温度TS=873K,激光能量密度DE=7J/cm2,靶材与衬底间距离DST=70mm,激光脉冲频率FL=5Hz以及采用烧结陶瓷MgO靶材和添加TiN籽晶层的情况下,获得层状生长模式和表面具有原子级平整度的MgO薄膜.

反应式脉冲激光溅射淀积AlN薄膜化学稳定性研究

就反应式脉冲激光溅射淀积制备氮化铝（ＡｌＮ）薄膜的过程，讨论了激光脉冲能量密度及脉冲频率对所制备薄膜结构性能的影响，并对薄膜的化学稳定性作了比较详细的研究。结果表明，当薄膜中存在有未反应的单质铝时，薄膜的化学稳定性极差。比较而言，具有高取向性，择优生长的致密ＡＩＮ微晶膜的化学稳定性优于结构相对疏松的非晶膜。实验测试得到，在７５℃，８５％的Ｈ３ＰＯ４溶液和２０℃，０５Ｍ的ＮａＯＨ溶液中，ＡｌＮ微晶膜的溶解速度分别为２６５ｎｍ·ｍｉｎ－１和１４６ｎｍ·ｍｉｎ－１，激活能为２３２ＫＪ·ｍｏｌ－１和３６３ＫＪ·ｍｏｌ－１；在同样条件ＡｌＮ非晶膜的溶解速率分别为５５２ｎｍ·ｍｉｎ－１和３０６ｎｍ·ｍｉｎ－１，ＡｌＮ非晶膜在Ｈ３ＰＯ４中的激活能为１８４ＫＪ·ｍｏｌ－１。

脉冲激光淀积法在Pt/TiO_2/SiO_2/Si(001)衬底上制备Pb(Ta_(0.05)Zr_(0.45)Ti_(0.50))O_3薄膜的铁电性质研究

用脉冲激光淀积方法在Ｐｔ／ＴｉＯ２／ ＳｉＯ２／ Ｓｉ（００１） 衬底上制备了掺Ｔａ 的ＰＺＴ 薄膜。此薄膜显示了理想的铁电性。漏电流特性表明这种异质结构中Ｓｃｈｏｔｔｋｙ 场发射机制起主要作用。扫描电镜形貌照片表明ＰＺＴ 薄膜结晶很好并且异质结构界面无明显扩散。

脉冲激光淀积法YBCO超导薄膜的原位制备

本文对高T_c超导薄膜的原位制备进行了初步的探索,利用脉冲激光淀积法成功地在600℃的衬底上原位制备出零电阻温度T_c(R=0)>84K,ΔT=2K的YBCO超导薄膜。靶材为烧结好的YBa_2Cu_3O_x块材,所用衬底为SrTiO_3(100),薄膜厚度约为1500(?),表面光滑,呈黑色。XRD、SEM结果表明薄膜有明显的垂直于膜面的C轴织构,在零磁场下,临界电流密度Jc(77.5K)>5×10~5A/cm^2。

脉冲激光淀积制备LiTaO_3光波导薄膜的研究

报道了利用准分子脉冲激光淀积技术在(001)和(012)蓝宝石衬底上制备LiTaO_3光波导薄膜的实验研究。利用X光衍射和Raman光谱术鉴定所生长薄膜的微结构,研究了脉冲能量、衬底温度、氧分压和淀积室几何等因素对薄膜质量的影响。结果表明脉冲能量和衬底温度对薄膜生长的择优取向有很大影响,而氧分压和淀积室的几何配置主要影响薄膜的生长动力学。在合适的工艺条件下制备出了优质的外延膜,薄膜显示了优异的光波导性能。

脉冲激光淀积MgF_2薄膜的制备及性质研究

本文采用脉冲激光淀积方法(PLD)制备了MgF2光学薄膜,并对其表面形貌以及光学性质进行了测试分析, X射线光电子能谱分析显示MgF2样品具有很好的化学组分配比, F/Mg原子比在1.9-2.1之间,接近于体材料;在可见光波段其光学透过率为60％-80％,在红外波段更是达到了90％以上,由KK变换计算MgF2的折射率大约为1.39,也接近于体材料的折射率1.38。

脉冲激光淀积法制备低温相偏硼酸钡单晶薄膜

一种脉冲激光淀积法制备低温相偏硼酸钡单晶薄膜，它是采用脉冲激光淀积法，将α-BBO靶材的表层分子熔蒸出来，在加热的α-BBO衬底上淀积生成β-BBO单晶薄膜。本方法可以在α-BBO衬底上生长出符合需要的微米量级的α-BBO单晶薄膜，不仅节省材料，还可以批量生产，对激光技术以及集成光学的发展具有重要的意义。

氧离子束辅助激光淀积生长ZnO/Si纯ZnO相的研究

通过X射线光电子能谱(XPS)深度剖析方法对ZnO/S i异质结构进行了分析。结果表明:用该法可生长出正化学比的纯ZnO相,脉冲激光淀积(PLD)法生长ZnO/S i样品时氧离子束辅助(O+-assisted)是必要的。

氧离子束辅助激光淀积生长ZnO/Si的椭偏仪及背散射研究

通过对ZnO/Si(Ⅲ)样品的椭偏仪及背散射(RBS)测量及分析,探究了氧离子束辅助(O+-assisted)脉冲激光淀积(PLD)生长ZnO/Si的薄膜厚度。

准分子激光淀积氧化物薄膜

自 1 98 7年贝尔实验室首次用脉冲准分子激光制备出高温超导薄膜以来 ,脉冲激光淀积技术已得到了蓬勃发展 ,现在已成为最好的薄膜制备技术之一 .本文简要介绍了准分子激光的原理。

用PLD法制备声表面波器件用ZnO薄膜

采用脉冲激光淀积 (PLD)法在单晶Si(10 0 )衬底上淀积了ZnO薄膜。XRD、TEM和AFM分析表明 ,淀积的ZnO薄膜具有良好的c轴取向性和表面平整度。通过改变淀积气氛或在纯氧中高温退火 ,ZnO薄膜的电阻率提高到 10 7Ω·cm。这些结果表明 ,用PLD法淀积的ZnO薄膜能够满足声表面波(SAW )器件的需要。

衬底温度对PLD方法生长的ZnO薄膜结构和发光特性的影响

在不同的衬底温度下,通过脉冲激光淀积的方法在Si衬底上生长出c轴高度取向的ZnO薄膜．ZnO薄膜的结构和表面形貌通过X射线衍射和原子力显微镜表征．同时以He-Cd激光和同步辐射作为激发源来测试样品的发光特性．实验结果表明,在衬底温度为500℃时生长的ZnO薄膜具有非常好的晶体质量,并且表现出很强的紫外发射．在用同步辐射为激发源的低温(18K)光致发光谱中,还观察到了一个位于430nm处的紫光发射,我们认为这个紫光发射与存在于晶粒间界的界面势阱所引起的缺陷态有关,这个势阱可能起源于Zn填隙(Zni)．

超短脉冲准分子激光淀积类金刚石薄膜的实验研究

利用ＫｒＦ超短脉冲激光器（２４８ｎｍ，５００ｆｓ，１０ｍＪ）开展了超短脉冲激光淀积类金刚石薄膜的实验研究，薄膜生长速率０．０２ｎｍ／ｐｕｌｓｅ，厚度０．５～０．６μｍ，显微硬度５５ＧＰａ，光学透过率优于９０％（５８０～２０μｍ）。采用等离子体的时间－空间分辨的发射光谱技术，给出了等离子体的粒子成份以及等离子体的时间－空间的演化图像，以及在不同激光参数条件下等离子体特性的变化，发现超短脉冲激光的等离子体有能量高、持续时间短（高通量）的特点，适合类金刚石薄膜的淀积并有制备其他非晶态结构和纳米相薄膜材料的潜力。利用自行研制的离子探针原位诊断了在成膜条件下的粒子流的特性及其随激光参数等实验条件的变化，其结果与发射光谱非常自洽。比较了不同激光参数条件下，等离子体特性、粒子流特性及淀积类金刚石薄膜的结构和性能的变化，并对短脉冲激光和靶相互作用过程和激光等离子体淀积类金刚石成膜的机理进行了讨论，为进一步提高成膜质量走向实用化打下基础。

XeCl(308nm)脉冲准分子激光淀积类金刚石薄膜

利用ＸｅＣｌ（３０８ｎｍ）脉冲准分子激光淀积技术在功率密度５×１０８Ｗ／ｃｍ２、室温、真空度１０－３Ｐａ的条件下，制备出不含氢成分的类金刚石薄膜，研究了类金刚石薄膜的特性及其随制备工艺条件的变化规律。研究了激光诱导的碳等离子体发射光谱，探讨了类金刚石薄膜的形成机理。

脉冲激光淀积高电流密度的YBCO超导带材

采用脉冲激光加辅助离子源的方法在长为６．０ｃｍ的ＮｉＣｒ合金基带上制备０．１３μｍ厚的Ｙ－ＺｒＯ２（ＹＳＺ）隔离层，再用脉冲激光在ＹＳＺ／ＮｉＣｒ带上制备１．５μｍ厚的ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－ｘ超导厚膜形成ＹＢＣＯ／ＹＳＺ／ＮｉＣｒ超导带材。实验测得在７７Ｋ，０Ｔｅｓｌａ下其临界电流密度为８．７５×１０４Ａ／ｃｍ２，超导转变温度为８８．６Ｋ。

PLD生长的ZnO薄膜的微结构及其发光特性研究

在不同的衬底温度下,通过脉冲激光淀积(PLD)方法在Si衬底上生长出c轴高度取向的ZnO薄膜。ZnO薄膜的结构分别通过X射线衍射(XRD)和广延X射线吸收精细结构(EXAFS)来表征,而表面成份和化学态则通过X射线光电子能谱来研究。利用光致发光(PL)来研究样品的发光特性。XRD结果和EXAFS结果都表明了500℃时生长的ZnO薄膜的结晶性比300℃时生长的要好。EXAFS结果和XPS结果显示,300℃时生长的ZnO薄膜处于富氧状态,而500℃时生长的则处于缺氧状态。结合XRD谱、EXAFS谱、XPS谱和PL谱的结果可以看到:随着ZnO薄膜的结晶性变好,它的紫外发光增强;另一方面,随着ZnO薄膜中O的含量减少,绿光发射变强。我们的结果表明绿光发射与ZnO中氧空位(Vo)有关。

粒子流特性对脉冲激光烧蚀淀积类金刚石薄膜的影响

采用两种不同脉宽 ( 30ns,5 0 0fs)的KrF准分子激光淀积类金刚石薄膜 ,通过等离子体发射光谱和离子探针的测量 ,研究了激光等离子体成分、平均离子能量和通量等随激光能量密度、淀积距离的变化 ,对两种脉宽的激光等离子体淀积的薄膜结构和性能进行了比较 。

脉冲激光淀积单取向超导Ba_(1-x)K_xBiO_3(BKBO)薄膜

Ba_(1-x)K_xBiO_3(BKBO)氧化物超导体的发现,引起了人们浓厚的兴趣.高温超导体,如YBCO,呈各向异性的电学性质,相干长度ζ较短(ab)平面相干长度约为1.2～1.5nm,c方向相干长度约为0.2～0.3 nm),较难制备出在超导电子学上有重要应用的SIS型隧道结.而BKBO是一立方晶体超导体,具备各向同性的电学性质,并且相干长度较长,约为5～7nm,有可能制备出性能优良的SIS型隧道结.Fink等人制备了滞后的YBCO/SrTiO_3/BKBOJosephson结,并观察到了Shapiro台阶和自感应台阶.BKBK/I/BKBO型结构也相继发表,

PLD方法制备的Ce∶BaTiO_3薄膜的电学及电光性质

钛酸钡（ＢａＴｉＯ３，ＢＴ）是钙钛矿结构的铁电晶体，它具有优良的电光和非线性光学性质。用它制成的铁电薄膜在高密度的动态存储器和非易失性铁电随机存储器，介电薄膜，电光等器件有重大的实用前景。为此，人们采用诸如磁控溅射（Ｓｐｕｔｅｒｉｎｇ），金属有机物化学气相沉积（ＭＯＣＶＤ），分子束外延（ＭＢＥ），溶胶—凝胶（Ｓｏｌｇｅｌ）以及脉冲激光淀积（ＰＬＤ）等方法来制备ＢＴ薄膜。而ＰＬＤ由於具有可在氧气中原位生长薄膜，保持靶材的化学配比和成膜速率快等优点而被认为是制备多组分氧化物薄膜的最好方法之一。新近，我们首次研制成的掺铈钛酸钡晶体比纯钛酸钡晶体具有更好的光折变、铁电和电光性能。本文中我们首次报道用ＰＬＤ方法制备的Ｃｅ∶ＢａＴｉＯ３（Ｃｅ～２０ｐｐｍ）薄膜的电光性能，并和纯ＢａＴｉＯ３薄膜加以比较。用同一ＰＬＤ系统在ＳｒＴｉＯ３（１００）基片上制备ＢＴ∶Ｃｅ／ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－ｘ／ＳｒＴｉＯ３薄膜供电学测量用；在ＭｇＯ（１００）基片上制备ＢＴＧ∶Ｃｅ／ＭｇＯ和ＢＴ／ＭｇＯ薄膜供研究电光效应。用Ｘ射线衍射仪测得θ／２θ扫描谱获得Ｃｅ∶ＢａＴｉＯ３薄膜（００２）峰最大值的半宽度（ＦＷＨＭ）为０．４３°，而其（２００?