PLD沉积DLC薄膜过程中碳等离子体的发射光谱特性

采用脉冲激光沉积方法,通过改变脉冲激光能量在单晶硅衬底上制备了类金刚石薄膜,利用椭圆偏振光谱和拉曼光谱对得到的薄膜进行测试,并对沉积过程中的碳等离子体发射光谱进行了研究。薄膜测试结果表明,随着脉冲激光能量的增大,薄膜sp^3成分增多。沉积过程中的碳等离子体发射光谱原位监测表明,随着脉冲激光能量的增大,C、C^＋、C^2＋粒子发射光谱强度增强,根据应力模型薄膜sp^3成分增多,与薄膜测试结果一致。并且发现C^＋粒子在形成sp^3键过程中起到了非常重要的作用。     

脉冲激光沉积(PLD)机理分析及其应用

脉冲激光沉积薄膜是近年来发展起来的使用范围最广,最有希望的制膜技术．该文阐述了脉冲激光沉积技术的机理、特点,薄膜生长主要包括三个过程：1)激光与物质相互作用产生等离子体;2)等离子体向基片扩散;3)等离子体中粒子在基片上生长薄膜．文章还分析了脉冲沉积过程中各主要沉积参数,如激光能量密度、沉积气压和衬底情况等对薄膜质量的影响,并介绍了其在制备半导体、高温超导、类金刚石、生物陶瓷薄膜等方面的应用。     

飞秒激光与金属作用机理

对脉冲激光沉积过程中激光和金属作用的微观机制进行了深入分析.通过双温方程模拟得到飞秒激光作用金靶材温度随时间变化的图像.该图像反应出激光和金属表面及内部晶格作用特点.进一步分析得知,当晶格温度大于金属沸点时将会产生高能的等离子体.通过数值模拟找出了产生等离子体所需激光的能量阈值,这样能够帮助纳米材料的制备者选择激光,制备出优质的纳米薄膜.     

飞秒脉冲激光沉积法的动力学过程实验研究

用钛宝石飞秒激光器将最大峰值功率密度为1.14×1013 W/cm2的激光作用在Bi4Ti3O12陶瓷靶、Cu靶、FeSi2合金靶上,研究产生等离子体羽的颜色和形状一般规律:内芯均为白色对应于高温高压等离子体;紧跟内芯的是等离子体的复合形成中性粒子的区域;颜色单一的外层是温度较低的中性粒子和低温等离子体区.飞秒脉冲激光产生的等离子体呈cos4θ的角分布.在准分子脉冲激光沉积下衬底温度为500℃时-FeSi2薄膜的生长模式是Volmer-Weber模式,衬底温度为550℃时β-FeSi2薄膜的生长是Stranski-Krastanov模式.实验发现飞秒激光沉积技术能解决传统PLD法中产生大尺寸微滴的缺陷.     

氧压对PLD技术制备0.935Bi_(1/2)Na_(1/2)TiO_3-0.065BaTiO_3-0.01Al_6Bi_2O_(12)薄膜的影响

压电薄膜具有优异的铁电、压电和介电性能,被广泛的应用于存储器、微传感器和微驱动器等领域中.目前脉冲激光沉积技术(PLD)成为一种新兴的薄膜制备技术,沉积薄膜的质量容易受到衬底温度、氧压、靶材与衬底距离、激光能量等方面的影响.本文基于0.935Bi_(1/2)Na_(1/2)TiO_3-0.065BaTiO_3-0.01Al_6Bi_2O_(12)(简称为BNBT-0.01AB)薄膜,利用PLD制备技术研究了不同氧压(15Pa,30Pa)对沉积的薄膜结构与性能的影响.结果表明:在30Pa下沉积得到的薄膜产生了(l00)方向的择优取向生长,晶粒呈立方块状,有效压电系数d*33为103pm/V;15Pa下沉积得到的薄膜为随机取向,晶粒呈片状,有效压电系数d*33为69pm/V.本研究结果为选择合适的沉积参数提供了有利的参考.     

椭偏光谱法研究激光脉冲沉积MgO薄膜材料生长

用激光脉冲沉积技术生长、制备出了一系列不同真空度、不间衬底温度和不同激光脉冲能量的Mgo薄膜。对生长、制备出的一系列Mgo薄膜进行了椭偏光谱测量研究，在300-800nm光谱波长范围内，得到了不同条件下生长制备的MgO薄膜的光学常数谱和膜厚，其结果显示：真空度、衬底温度和激光脉冲能量对生长Mgo薄膜的折射率、膜厚均有影响，高真空、高衬底温度和适中的激光脉冲能量有利于生长制备高折射率、高密度和高质量的Mgo薄膜。     

脉冲激光沉积制备碳纳米材料进展

碳纳米结构的材料由于其优异的性能,已经成为当今材料科学的热点之一,而脉冲激光沉积法由于其独特的优点而越来越受到重视.作者阐述了用脉冲激光沉积法制备各种碳纳米结构的研究进展,包括类金刚石薄膜、碳纳米管和石墨烯.     

脉冲激光沉积KTN薄膜动力学过程模拟

根据流体力学理论,对脉冲激光沉积ＫＴＮ薄膜的动力学过程地模拟,讨论了激光沉积的ＫＴＮ薄膜厚度分布随基片位置的变化规律,结果表明,等离子体在膨胀过程中会形成垂直靶表面的等离子体羽辉,当激光束的位置和方向不变时,ＫＴＮ薄膜的厚度分布不均匀,呈现类高斯分布形状,薄膜的最大厚度与基片和靶材的距离成负二次方关系。     

激光退火能量对非晶Si薄膜晶化的影响

采用XeCl准分子脉冲激光,在真空环境中烧蚀单晶Si靶,在Si(111)和石英衬底上沉积生成非晶Si薄膜.在同样的环境下,用激光对非晶Si薄膜进行退火,通过扫描电子显微镜和拉曼光谱仪对退火后的样品进行分析比较.结果表明,激光能量对非晶薄膜的晶化和纳米晶粒尺寸有重要影响.     

激光频率对用PLD法生长氧化锌薄膜特性的影响

用脉冲激光沉积法(PLD)在硅(100)衬底上制备了c轴取向的高质量的ZnO薄膜.分析了不同激光频率下薄膜的结晶状况,通过对薄膜的PL谱的测试,分析了不同激光频率下薄膜的发光特性状况,同时进行了薄膜结构的测试.结果显示:激光频率为3 Hz的样品结晶质量较高,具有很高的c轴择优取向,同时发光性能达到相对优化.     

计算机模拟二元ABAC结构薄膜生长

采用蒙特卡罗方法计算机模拟脉冲激光沉积ABAC结构薄膜生长. 模型采用三重空位扭转, 薄膜质量通过3个参数控制, 即基片温度、 脉冲粒子的剩余能量和单个脉冲覆盖度. 结果表明, 薄膜质量与3个参数相关, 通过分析薄膜的失配率, 得到制备高质量薄膜自组织分层生长的最合理参数.      

脉冲激光沉积技术

薄膜技术作为一种有效的手段为材料的集成和器件的制备提供了坚实的基础.本文主要介绍脉冲激光沉积技术的基本原理、特点、优点和缺点.该方法尤其适合用来生长多组分、化学结构复杂的过渡金属氧化物薄膜.     

沉积温度对ZnO薄膜波导的PLD生长影响的实验研究

采用PLD(脉冲激光沉积)技术在单晶硅(100)基片上制备出性能优良的ZnO薄膜,并通过XRD(X射线衍射仪)和SEM(扫描电镜)检测了其结晶情况,并分析了其沉积温度和结晶质量之间的相互关系,结果表明600℃时沉积的氧化锌薄膜材料的结晶性能最好。     

脉冲激光沉积制备NiO薄膜的研究进展

NiO作为一种优良的半导体材料,在传感器、催化剂、电致变色器件等领域都有着广泛的应用,纳米NiO又是很有前途的锂离子电池电极材料。脉冲激光沉积作为一种制备高质量NiO薄膜的可行方法。本文综述了脉冲激光沉积制备NiO薄膜的研究进展,包括多晶NiO薄膜和外延NiO薄膜。     

脉冲激光沉积KTN薄膜动力学过程模拟

根据流体力学理论 ,对脉冲激光沉积KTN薄膜的动力学过程进行了模拟 ,讨论了激光沉积的KTN薄膜厚度分布随基片位置的变化规律 .结果表明 ,等离子体在膨胀过程中会形成垂直靶表面的等离子体羽辉 ,当激光束的位置和方向不变时 ,KTN薄膜的厚度分布不均匀 ,呈现类高斯分布形状 ,薄膜的最大厚度与基片和靶材的距离成负二次方关系     

脉冲激光沉积制备薄膜的研究动态

综述了脉冲激光沉积制备薄膜的原理、特点,国内外对脉冲激光沉积的研究应用情况及目前的最新研究方向．着重分析了脉冲激光沉积过程中各主要沉积条件,如激光能量密度、靶－基体距、真空室气压及基体温度等对薄膜质量的影响．     

激光技术在表界面性能检测与调控中的应用

利用激光技术对表界面性能进行检测与调控,可极大提升薄膜界面结合性能,保证薄膜的质量。阐述了国内和国际上对激光技术在表界面性能检测与调控中应用的最新研究动态,重点论述了激光层裂技术、激光划痕技术、激光调控技术以及这些技术在表界面性能应用中的优缺点及遇到的主要问题。在此基础上指出进一步扩大激光技术在表界面性能检测和调控中的应用将是薄膜制作和发展的一个重大趋势,必将成为国内和国际研究的热点问题。     

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。     

激光场强分布对类金刚石薄膜激光损伤阈值的影响

采用非平衡磁控溅射技术,在双面抛光的硅基底上沉积了DLC薄膜,基于ISO11254-1损伤测试平台对DLC薄膜进行了损伤阈值测试;计算了DLC薄膜激光场强及温度场分布,对比了激光场强与损伤阈值的关系。计算结果显示:薄膜表面激光场强增大,DLC薄膜的激光损伤阈值变低;激光场强相等时,随着薄膜厚度增加,激光损伤阈值变小。分析认为:薄膜表面激光场强增大后,激光与DLC薄膜相互作用,产生的等离子体加剧薄膜对激光能量的吸收并产生热累积,激光场强诱导sp3杂化向sp2杂化转变,致使DLC薄膜发生石墨化,从而影响了DLC薄膜的激光损伤阈值。     

飞秒激光在银膜表面诱导亚波长周期条纹的超快成像研究

采用440 nm空间分辨、亚皮秒时间分辨的泵浦探测成像技术,本文研究了800 nm飞秒激光脉冲照射银膜表面后亚波长周期条纹的形成动力学.分析了1~6个飞秒脉冲照射下银膜表面条纹结构的演化过程.第一个激光脉冲在薄膜表面诱导凹槽等缺陷结构;第二个激光脉冲以后表面开始出现亚波长周期条纹,并且在更多脉冲照射时进行纵向和横向生长.条纹在50~70 ps以后开始出现,随延迟时间增加不断加深变长,在演化过程中条纹位置保持不变;形成过程在1 000 ps内基本结束.研究结果表明,飞秒激光在薄膜表面诱导凹槽等缺陷结构在后面的激光脉冲照射表面过程中激发了表面等离激元,进而导致的周期性能量沉积在亚波长周期条纹形成过程中起了关键作用,材料表面的熔化导致了之前形成的条纹变浅以及部分消失.