脈沖激光沉積鍍膜機PLD是一種廣泛應用于薄膜制備的技術。它利用高能脈沖激光照射到靶材表面,將靶材蒸發或激發成等離子體,進而沉積到基底表面,形成薄膜。PLD技術因其高精度、高質量的薄膜制備能力,廣泛應用于材料科學、光電器件、薄膜太陽能電池、傳感器以及超導材料等領域。

1.激光與靶材相互作用:
激光通過高能脈沖照射到靶材表面,靶材吸收激光能量后發生加熱、熔化和蒸發。由于激光脈沖的時間非常短(通常在納秒到皮秒級別),這種加熱過程非常迅速。靶材表面瞬間受到高溫度的沖擊,導致原子或分子從靶材表面飛出。
2.等離子體的形成:
激光照射過程中,靶材表面會形成高溫等離子體(離子、電子和中性粒子的混合物)。這些等離子體在激光的作用下迅速膨脹,并沿激光的傳播方向向外擴散。
3.薄膜沉積:
等離子體中的原子或分子會在基底表面沉積,經過冷卻凝聚形成薄膜。由于激光脈沖的高能量輸入,使得沉積的薄膜具有較高的結晶度、致密度和質量。沉積過程中可以通過調節激光的能量、脈沖頻率、靶材種類、基底溫度等參數,控制薄膜的結構和性能。
脈沖激光沉積鍍膜機PLD的特點:
1.高質量薄膜:
PLD能夠制備具有較高結晶度的薄膜,且膜層致密均勻,適用于制備高性能材料。例如,PLD可以用來制備高溫超導材料和功能性氧化物薄膜等。
2.材料適應性強:
PLD技術幾乎可以用于任何材料的沉積,包括金屬、陶瓷、半導體、氧化物、氮化物等。這種廣泛的適應性使其在各種不同的領域都有應用。
3.原位調控能力:
通過調整激光的能量、頻率以及基底的溫度和環境條件,可以精確調控薄膜的微觀結構和性能。此外,PLD還能夠制備多層薄膜、異質結構、納米結構等復雜的材料系統。
4.靶材利用率高:
由于激光作用的能量是高度集中的,所以PLD能夠非常高效地利用靶材,靶材的消耗較少。
5.無污染:
PLD是一種干法沉積技術,不涉及液體或氣體前驅體,避免了材料之間的污染,沉積的薄膜純度高。