“脈沖激光沉積技術(shù)”是將脈沖準(zhǔn)分子激光所產(chǎn)生的高功率脈沖激光束聚焦作用于真空室內(nèi)的靶材表面，使靶在極短的時(shí)間內(nèi)加熱熔化、氣化直至使靶材表面產(chǎn)生高溫高壓等離子體，形成一個(gè)看起來像羽毛狀的發(fā)光團(tuán)—羽輝；等離子體羽輝垂直于靶材表面定向局域膨脹發(fā)射從而在襯底上沉積形成薄膜。
脈沖激光沉積（PLD）是一種新型的制膜技術(shù)，PLD制備薄膜大體可分為三個(gè)過程：激光與靶材相互作用產(chǎn)生等離子體；等離子體在空間的輸運(yùn)；等離子體在基片上沉積形成薄膜。與其它制膜技術(shù)相比，PLD具有以下特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：
一、所沉積形成的薄膜可以和靶材成分保持一致。由于等離子體的瞬間爆炸性發(fā)射，不存在成分擇優(yōu)蒸發(fā)效應(yīng)以及等離子體發(fā)射的沿靶軸向的空間約束效應(yīng)，因此膜與靶材的成分保持一致。由于同樣的原理，PLD可以制備出含有易揮發(fā)元素的多元化合物薄膜。
二、可在較低溫度下原位生長(zhǎng)織構(gòu)膜或外延單晶膜。由于等離子體中原子的能量比通常蒸發(fā)法產(chǎn)生的離子能量要大得多，原子沿表面的遷移擴(kuò)散更劇烈，故在較低溫度下也能實(shí)現(xiàn)外延生長(zhǎng)，而低的脈沖重復(fù)頻率也使原子在兩次脈沖發(fā)射之間有足夠的時(shí)間擴(kuò)散到平衡的位置，有利于薄膜的外延生長(zhǎng)。PLD的這一特點(diǎn)使之適用于制備高質(zhì)量的高溫超導(dǎo)、鐵電、壓電、電光等多種功能薄膜。
三、能夠獲得連續(xù)的極細(xì)薄膜，制備出高質(zhì)量納米薄膜。由于高的離子動(dòng)能具有顯著增強(qiáng)二維生長(zhǎng)和抑制三維生長(zhǎng)的作用，故PLD促進(jìn)薄膜的生長(zhǎng)沿二維展開，并且可以避免分離核島的出現(xiàn)。
四、生長(zhǎng)速率較快，效率高。比如，在典型的制備氧化物薄膜的條件下，1小時(shí)即可獲得1微米左右的膜厚。
五、生長(zhǎng)過程中可原位引入多種氣體，包括活性和惰性氣體，甚至它們的化合物。氣氛氣體的壓強(qiáng)可變范圍較大，其上限可達(dá)1torr.甚至更高，這點(diǎn)是其它技術(shù)難以比擬的。氣氛氣體的引入，可在反應(yīng)氣氛中制膜，使環(huán)境氣體電離并參與薄膜沉積反應(yīng)，對(duì)于提高薄膜質(zhì)量具有重要意義。
六、由于換靶位置靈活，便于實(shí)現(xiàn)多層膜及超晶格薄膜的生長(zhǎng)，這種原位沉積所形成的多層膜具有原子級(jí)清潔的界面。
七、成膜污染小。由于激光是一種十分干凈的能源，加熱靶時(shí)不會(huì)帶進(jìn)雜質(zhì)，這就避免了使用柑禍等加熱鍍膜原材料時(shí)對(duì)所沉積的薄膜造成污染的問題。
正因?yàn)槊}沖激光沉積技術(shù)具有上述突出優(yōu)點(diǎn)，再加上該技術(shù)設(shè)備較簡(jiǎn)單，操作易控制，可采用操作簡(jiǎn)便的多靶臺(tái)，靈活性大，故適用范圍廣，并為多元化合物薄膜、多層膜及超晶格膜的制備提供了方便。目前，該技術(shù)已被廣泛運(yùn)用于各種功能性薄膜的制備和 研究 ，包括高溫超導(dǎo)、鐵電、壓電、半導(dǎo)體及超晶格等薄膜，甚至可用于制備生物活性薄膜，顯示出廣泛的應(yīng)用前景。
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