脉冲激光沉积（PLD）原理及其应用

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。通过从激光与材料相互作用理论出发：分析了激光烧蚀材料等离子体羽辉的空间运动特征与成分分布，以LCMO为对象，对PLD系统脉冲激光沉积薄膜过程中薄膜质量与衬底温度、靶材一衬底距离、氧压、激光脉冲能量、激光频率等参数关系进行了实验研究，得出在单晶衬底上沉积LCMO薄膜的最佳实验参数。同时用XRD衍射谱和SEM分别对膜的成键情况和表面形貌作了分析，结果表明脉冲激光沉积（PLD）是一种很好的镀膜方法，所制备的膜质量较好。     

脉冲激光沉积AlN薄膜的工艺优化与机械性能

采用脉冲激光沉积(PLD)方法在单晶Si衬底上制备AlN薄膜.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对薄膜的形貌和微观结构进行了分析;采用显微硬度仪、球-盘式磨损试验机和涂层自动划痕仪测试了薄膜的机械性能.通过正交实验,分析了工艺参数与AlN薄膜硬度之间的关系,得出沉积气压是对薄膜硬度影响大的因素,并研究了沉积气压对AlN薄膜表面形貌、微观结构、沉积速率、硬度、结合力和摩擦性能的影响.实验结果表明:所制备的薄膜均为非晶结构,随着沉积气压的上升,薄膜沉积速率降低,薄膜表面粗糙度降低,摩擦系数变小,当气压由0.1Pa增加到1Pa时,薄膜的硬度和耐磨性提高,但是随着气压进一步增大,其硬度和耐磨性下降.     

PLD方法制备ZnO薄膜的特征温度研究

用PLD方法在S i(1 1 1)衬底上制备了ZnO薄膜.在薄膜的沉积过程中,用安装在激光脉冲沉积设备上的反射高能电子衍射仪(RHEED)对薄膜的生长进行了原位监测.结合薄膜的X射线衍射(XRD)分析和荧光光谱(PL)分析,发现达到或者超过650°C时生长的薄膜,结构和光学特性得到了显著的改善.     

La0.5Sr0.5CoO3薄膜的制备及其湿敏性质的研究

利用脉冲激光沉积(PLD)的方法,在SiO2/Si衬底成功制备了钙钛矿结构的La0.5Sr0.5CoO3薄膜.对制备的薄膜生长的薄膜进行了XRD测量分析,并且对薄膜的表面形貌进行了测量分析.着重对薄膜的电阻进行了测量,发现环境气氛对电阻的影响,进而对薄膜湿敏电阻进行了测量.     

PLD制备DLC的研究进展

介绍了DLC薄膜优良的特性及应用,阐述了脉冲激光沉积(PLD)方法的工作原理及其优缺点,设计了制备DLC的PLD装置,分析了国内外用PLD制备DLC超硬薄膜的现状和发展方向.     

射频辅助脉冲激光沉积镀膜技术的特点

介绍了脉冲激光沉积（PLD）制备薄膜的原理，讨论了射频辅助脉冲激光沉积镀膜技术的特点，通过分析比较证实了射频辅助脉冲激光沉积比无射频辅助脉冲激光沉积具有更突出的优点。     

不同衬底上La0.5 Sr0.5 CoO3薄膜生长及导电性质的研究

用脉冲激光沉积法(PLD)分别在Si(100),SiO2/Si(100),LaA lO3衬底上制备了La0.5Sr0.5CoO3薄膜.在LaA lO3衬底上实现了La0.5Sr0.5CoO3薄膜的近外延生长,薄膜的电阻率最低.这是由于LaA lO3的晶格常数与La0.5Sr0.5CoO3最为接近.在SiO2/Si(100)衬底上生长的La0.5Sr0.5CoO3薄膜的电阻较Si(100)衬底上薄膜小,XRD表明SiO2/Si(100)衬底更易于薄膜的择优生长.     

Mg质量分数及缓冲层对ZnMgO∶Ga薄膜性能的影响

为了解决氧化锌在柔性电子器件应用方面的问题,利用脉冲激光沉积法(PLD)在聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）柔性衬底上室温下制备镓掺杂氧化锌（ZnO∶Ga）和镓掺杂Zn1-xMgxO (Zn1-xMgxO∶Ga)透明导电薄膜,采用X射线衍射仪（XRD）,扫描电镜,霍尔效应测试仪,紫外-可见光分光光度计对结构和性能进行表征,探讨靶材中镁质量分数对薄膜结构及光电性能的影响,并采用预沉积ZnO无机缓冲层法来改善薄膜样品的性能.研究结果表明,在柔性衬底上通过优化生长参数制备出性能良好的ZnO基透明导电薄膜,通过缓冲层的预沉积可以明显改善薄膜的结构和电学性能,薄膜电阻率最低可至8.27×10^-4 Ω·cm,在可见光区平均透射率超过70%.     

尖晶石LiNi0.5Mn1.5O4薄膜的制备及电化学研究进展

系统地介绍了LiNi0.5Mn1.5O4薄膜的制备方法:静电喷雾沉积、电泳沉积、溶胶凝胶、脉冲激光溅射沉积及射频磁控溅射沉积,分析了这些制备方法对LiNi0.5Mn1.5O4薄膜结构和电化学性能的影响机制. 其中,脉冲激光溅射沉积法和射频磁控溅射沉积法制备的薄膜因具有致密性好、附着力强、表面均匀、厚度易控等优势,近年来正逐渐受到重视. 并提出通过掺杂、表面修饰、优化成膜参数、缩小晶粒尺寸、添加缓冲材料等一系列有效途径, 提高LiNi0.5Mn1.5O4正极薄膜的循环稳定性及锂离子扩散系数.     

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。     

钙钛矿型介质薄膜的制备及其晶体结构的研究

采用脉冲激光沉积法，在SrTiO3基片上，外延生长超导薄膜YBCO、半导体薄膜PBCO和铁电体薄膜BaTiO3。利用X-射线衍射分析方法，研究了过程参量、基板温度、气体压力和激光通量等因素对膜的晶体结构和电子性能的影响。     

准分子激光淀积氧化物薄膜

自1987年贝尔实验室首次用脉冲准分子激光制备出高温超导薄膜以来,脉冲激光淀积技术已得到了蓬勃发展,现在已成为最好的薄膜制备技术之一。本文简要介绍了准分子激光的原理、PLD的原理以及用准分子激光脉冲淀积氧化物薄膜的工艺及其所表现的诸多优势。     

薄膜LiMn2O4阴极制备研究进展

尖晶石状LiMn2O4是制备高能量密度的锂离子电池的一种很有发展前景的阴极材料。评论了近年来制备薄膜阴极的方法,包括化学酸基溶解法、溶胶-凝胶法、激光焙烧法、增强型等离子体化学气相淀积法、脉冲激光法、电子束喷射沉积法和射频磁控溅射法。着重分析了能够和IC、MEMS工艺良好集成的射频磁控溅射的方法,提出了工艺路线,并规划了下一步工作。     

Study on pulsed laser ablation and deposition of ZnO thin films by L-MBE

ZnO,as a wide-band gap semiconductor,has recently become a new research fo-cus in the field of ultraviolet optoelectronic semiconductors. Laser molecular beam epitaxy(L-MBE) is quite useful for the unit cell layer-by-layer epitaxial growth of zinc oxide thin films from the sintered ceramic target. The ZnO ceramic target with high purity was ablated by KrF laser pulses in an ultra high vacuum to deposit ZnO thin film during the process of L-MBE. It is found that the deposition rate of ZnO thin film by L-MBE is much lower than that by conventional pulsed laser deposition(PLD) . Based on the experimental phenomena in the ZnO thin film growth process and the thermal-controlling mechanism of the nanosecond(ns) pulsed laser abla-tion of ZnO ceramic target,the suggested effective ablating time during the pulse duration can explain the very low deposition rate of the ZnO film by L-MBE. The unique dynamic mechanism for growing ZnO thin film is analyzed. Both the high energy of the deposition species and the low growth rate of the film are really beneficial for the L-MBE growth of the ZnO thin film with high crystallinity at low temperature.     

铝掺杂氧化锌薄膜的电学及光学性能

利用脉冲激光沉积法,在氧气氛下(氧分压为11 Pa)以石英玻璃为基体沉积了铝掺杂氧化锌薄膜。靶材选用锌铝合金靶,沉积过程中基体温度保持在150℃。研究了ZnO薄膜中铝的质量分数与薄膜电学性能和发光性能的关系。结果表明,掺杂铝的质量分数为1.37%时所获得的ZnO薄膜具有最小的电阻率和较强的紫外发光特性。     

Deposition methods and properties of polycrystalline CdS thin films

CdS thin film was used as a suitable window layer for CdS/CdTe solar cell, and the properties of CdS thin films deposited by pulsed laser deposition (PLD), chemical bath deposition (CBD) and magnetron sputtering (MS) were reported. The experimental results show that the transmittances of PLD-CdS thin films are about 85% and the band gaps are about 2.38–2.42eV. SEM results show that the surface of PLD-CdS thin film is much more compact and uniform. PLD is more suitable to prepare the CdS thin films than CBD and MS. Based on the thorough study, by using totally PLD technique, the FTO/PLD-CdS(150 nm)/CSS-CdTe solar cell (0.0707 cm²) can be prepared with an efficiency of 10.475%.     

玻璃衬底沉积氮化硅薄膜性能研究

为了改善玻璃衬底上制备的薄膜太阳电池的转换效率,采用高纯氮气作为等离子体气源,以质量分数为5%的SiH_4(Ar稀释)作为前驱气源,利用电子回旋共振-等离子体增强化学气相沉积技术在玻璃衬底上低温制备了氮化硅薄膜;利用各种测试设备分析了薄膜的成分、光学性能和表面形貌.结果表明:实验制备的非晶薄膜含氢量较低;薄膜的折射率随着衬底温度和微波功率的增加而增加.在衬底温度为350℃、微波功率为650 W时,薄膜的折射率在2.0左右,平均粗糙度为1.45 nm,还说明薄膜具有良好的光学性能和较高的表面质量.在此条件下,薄膜的沉积速率达到10.7 nm/min,表明本实验能在较高的沉积速率下制备均匀、平整、优质的SiN薄膜.     

Crystallization and Electrical Properties of （Ba0.4Pb0.3）Sr0.3TiO3 Thin Film by Pulsed Laser Deposition

（Ba0.4Pb0.3）Sr0.3TiO3 thin films were fabricated via pulsed laser deposition （PLD） technique on Pt/TiO2/SiO2/Si substrate. The crystallization of the films was characterized by XRD and FSEM, and the experimental results suggested deposition parameters, especially the deposition temperature was the key factor in forming the perovskite structure. The dielectric properties of the film deposited with optimized parameters were studied by an Agilent 4294A impedance analyzer at 1 MHz. The dielectric constant was 772, and the loss tangent was 0.006. In addition, the well-shaped hysteresis loop also showed that the film had a well performance in ferroelectric. The saturated polarization P, remnant polarization Pr and coercive field E were about 4.6 μC/cm2, 2.5 μC/cm2 and 23 kV/cm （the coercive voltage is 0.7 V）, respectively. It is suggested the film should be a promising candidate for microwave applications and nonvolatile ferroelectric random access memories （NvFeRAMs）.     

激光物理气相沉积Al_2O_3薄膜

介绍了激光物理气相沉积设备的研制及利用所研制的设备和CO2气体激光器在Ni与SiO2基片上沉积Al2O3薄膜的方法．探索了激光物理气相沉积Al2O3薄膜的工艺,分析了Al2O3膜层的结构并初步测试了膜层的绝缘性、高温抗氧化性及耐腐蚀性．