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NPD-4000(A)全自動PLD脈沖激光沉積系統(tǒng)

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更新時間:2017-03-03 14:33:59瀏覽次數:1625次

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NPD-4000(A)全自動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致靶物質快速蒸發(fā),。蒸發(fā)的物質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)那些成分比較復雜的合金或化合物材料,比如近年來研究較多的高溫超導材料YBa2Cu3O7等,。

PLD激光脈沖沉積技術

NPD-4000(A)全自動PLD脈沖激光沉積系統(tǒng)機制:

PLD的系統(tǒng)設備簡單,,相反,它的原理卻是非常復雜的物理現象,。它涉及高能量脈沖輻射沖擊固體靶時,,激光與物質之間的所有物理相互作用,亦包括等離子羽狀物的形成,,其后已熔化的物質通過等離子羽狀物到達已加熱的基片表面的轉移,,及zui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. 熔化物質的動態(tài)

3. 熔化物質在基片的沉積

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。物質會從靶中分離出來,,而蒸發(fā)出來的物質的成分與靶的化學計量相同,。物質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雜的物理現象,,例如碰撞,、熱,與電子的激發(fā),、層離,,以及流體力學。

在第二階段,,根據氣體動力學定律,,發(fā)射出來的物質有移向基片的傾向,并出現向前散射峰化現象,??臻g厚度隨函數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,,支配熔化物質的角度范圍,。亦發(fā)現,,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量的關鍵,。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)域正好成為凝結粒子的*場所。只要凝結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(A)全自動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,帶Auto Load/Unload自動上下載片功能,,帶預真空鎖,。

主要優(yōu)點:

1. 易獲得期望化學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. 工藝參數任意調節(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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