PLD空薄膜材料制备系统

自1987年贝尔实验室用准分子激光研制出高质量钇钡铜氧超导薄膜以来,人们发现这种方法是制备薄膜的最好方法之一,可以制出各种铁电、介电、巨磁阻、半导体、金属等薄膜和多种超晶格,异质结,P-N结等数百种薄膜以及多层结构。
一束聚焦脉冲激光打到位于真空室内的旋转靶,焦点处的靶材迅速被加热到2000-10000 K, 靶材物质瞬间被汽化、电离并膨胀而形成羽状辉光(简称羽辉)。羽辉中的物质与被加热到一定温度的基片相遇时就在其上淀积成膜。
激光淀积过程中生长室可以充气,气压一般为10-8-100Pa 之间,所充气体可以是氧、氮、氢、氩……气体,也可以是电离气体或其它活性气体,还可以是化合物气体。
主要用途:多真空室,采用分子泵抽气系统,真空度可达10-6Pa。具有磁控溅射靶及离子源,样品加热、自转、公转、转递,可用于制备金属膜、介质膜及半导体薄膜等。
主要特点:脉冲激光制备薄膜的优点是:
1、薄膜成分容易实现与靶材一致;
2、淀积速率快,一般比射频溅射法快6-10倍;
3、薄膜质量高,膜层和基底之间互扩散小;
4、容易引入新的单元技术,如引入高能电子衍射(RHEED)原位实时监测薄膜生长,引入活性气体技术等。
5、使用范围宽,尤其适用制备高熔点材料薄膜;
6、便于在相对高气压条件下工作。