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NPD-4000(M)PLD脈沖激光沉積系統(tǒng)

NPD-4000(M)PLD脈沖激光沉積系統(tǒng):脈沖激光束聚焦在固體靶的表面上。固體表面大量吸收電磁輻射導(dǎo)致靶物質(zhì)快速蒸發(fā)。蒸發(fā)的物質(zhì)由容易逃出與電離的核素組成。若果溶化作用在真空之下進行,核素本身會即時在靶表面上形成光亮的等離子羽狀物。激光加熱方法特別適用于蒸發(fā)那些成分比較復(fù)雜的合金或化合物材料,比如近年來研究較多的高溫超導(dǎo)材料YBa2Cu3O7等。

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  • 更新時間:2025-04-28
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PLD激光脈沖沉積技術(shù)

NPD-4000(M)PLD脈沖激光沉積系統(tǒng)機制:

PLD的系統(tǒng)設(shè)備簡單,相反,它的原理卻是非常復(fù)雜的物理現(xiàn)象。它涉及高能量脈沖輻射沖擊固體靶時,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)通過等離子羽狀物到達已加熱的基片表面的轉(zhuǎn)移,及z后的膜生成過程。所以,PLD一般可以分為以下四個階段:

1. 激光輻射與靶的相互作用

2. 熔化物質(zhì)的動態(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

在*階段,激光束聚焦在靶的表面。達到足夠的高能量通量與短脈沖寬度時,靶表面的一切元素會快速受熱,到達蒸發(fā)溫度。物質(zhì)會從靶中分離出來,而蒸發(fā)出來的物質(zhì)的成分與靶的化學(xué)計量相同。物質(zhì)的瞬時溶化率大大取決於激光照射到靶上的流量。熔化機制涉及許多復(fù)雜的物理現(xiàn)象,例如碰撞、熱,與電子的激發(fā)、層離,以及流體力學(xué)。

在第二階段,根據(jù)氣體動力學(xué)定律,發(fā)射出來的物質(zhì)有移向基片的傾向,并出現(xiàn)向前散射峰化現(xiàn)象??臻g厚度隨函數(shù)cosnθ而變化,而n>>1。激光光斑的面積與等離子的溫度,對沉積膜是否均勻有重要的影響。靶與基片的距離是另一個因素,支配熔化物質(zhì)的角度范圍。亦發(fā)現(xiàn),將一塊障板放近基片會縮小角度范圍。

第三階段是決定薄膜質(zhì)量的關(guān)鍵。放射出的高能核素碰擊基片表面,可能對基片造成各種破壞。下圖表明了相互作用的機制。高能核素濺射表面的部分原子,而在入射流與受濺射原子之間,建立了一個碰撞區(qū)。膜在這個熱能區(qū)(碰撞區(qū))形成后立即生成,這個區(qū)域正好成為凝結(jié)粒子的z佳場所。只要凝結(jié)率比受濺射粒子的釋放率高,熱平衡狀況便能夠快速達到,由於熔化粒子流減弱,膜便能在基片表面生成。

NPD-4000(M)PLD脈沖激光沉積系統(tǒng)概述:該系統(tǒng)為PC計算機全自動控制的立柜式系統(tǒng),具有占地面積小、性價比高的優(yōu)點。占地面積尺寸為26"x42"x44"。不銹鋼立柜,可以選擇Auto Load/Unload配置。

主要優(yōu)點:

1. 易獲得期望化學(xué)計量比的多組分薄膜,即具有良好的保成分性;

2. 沉積速率高,試驗周期短,襯底溫度要求低,制備的薄膜均勻;

3. 工藝參數(shù)任意調(diào)節(jié),對靶材的種類沒有限制;

4. 發(fā)展?jié)摿薮?,具有極大的兼容性;

5. 便于清潔處理,可以制備多種薄膜材料。

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