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NJUT_tiger荣誉版主 (著名写手)
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[交流]
【有奖活动】晒晒我们的实验仪器
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【前言】 我们搞材料的，合成制备，分析检测，性能检验每一步都需要很多实验仪器，而我们自己平时接触的也就是几种仪器，有更多的仪器我们可能还没有机会看到，或者看到了也不知道是什么样的仪器。 【活动目的】 本着扩展我们的视野长见识，为我们的科研和以后工作打基础的目的 【活动形式及奖励】 原创+2金币 原创加心得+5金币 发帖格式如下： 【仪器图片】----------- 【仪器使用心得】----------- 【仪器型号】----------- 【仪器厂家】----------- 【仪器作用】----------- 【仪器价格】----------- 【仪器产品图】---------- 【仪器简单操作】------ 【备注】 仪器的图片尽量是原创图片（自己实验室用的），如果设备是制造类的设备的话，尽量可以把制造的样品图贴出来（如果不涉及保密的话），希望大家本着自己用过的原则，可以写写自己用过的心得 [ Last edited by NJUT_tiger on 2008-11-3 at 23:53 ] |
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NJUT_tiger(金币+21,VIP+0):谢谢支持～～好东西～～ 欢迎flbwlx兄可以给我们介绍介绍薄膜制备方面的东西～～
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仪器是和中间那个一样的 【仪器型号】------ PLD-300 【仪器厂家】------中科院沈阳科仪中心 【仪器作用】-------制备超导薄膜、半导体薄膜、铁电薄膜、超硬薄膜 【仪器价格】-------50w左右 概述： 应楼主要求介绍一下PLD沉积薄膜的知识，只是大概，还望大家批评指正 脉冲激光沉淀是将脉冲激光器产生的高功率脉冲激光束聚焦于靶材料表面, 使其产生高温熔蚀, 继而产生等离子体羽辉, 同时这种等离子体定向局域发射沉积在衬底上而形成薄膜,。整个物理过程分为: 等离子体产生、定向局域膨胀发射、衬底上凝结。由于高能粒子的作用, 薄膜倾向于二维生长, 这样有利于连续纳米薄膜的形成。随着科技的发展, 超快脉冲激光、脉冲激光真空弧、双光束脉冲激光等最新的激光发生器用于激光沉淀纳米粒子膜制备技术。脉冲激光沉积能在较低的温度下进行, 形成复杂多层膜, 过程易于控制,但并不利于沉积大面积的均匀薄膜。通过控制其参数可制备不同的纳米粒子膜, 其主要参数包括激光波长、激光能量强度、脉冲重复频率、衬底温度、气压大小、离子束辅助电压电流、靶基距离等的优化配置等。合理改善参数, 是加速脉冲激光沉淀技术的商业化使用进程的最有效的途径, 是制备理想薄膜的前提。另外,靶材和基片晶格是否匹配,基片表面抛光、清洁程度均影响到膜- 基结合力的强弱和薄膜表面的光滑度。脉冲激光具有长的波长和高的能量密度时，沉积薄膜的生长速度加快，但同时，组成薄膜的粒子尺寸变大，尺寸差异变大，大粒子所占比重增加，得到颗粒状的晶体，薄膜表面粗糙，内部有孔洞。原因是衬底温度较低时，沉积粒子没有足够的能量形成规则有序的晶体结构，而且反应室中气氛的存在更使沉积粒子的能量降低，成为形成晶体的阻力。若衬底的温度较低，则沉积的薄膜由高温冷却下来，由于热应力的影响，容易在薄膜与衬底的结合处产生微裂纹，不利于薄膜与衬底的结合。在脉冲激光沉积制备薄膜中，剥离靶材的激光能量密度应控制在适当范围内。一方面，激光能量密度太大时，会从三个方面影响薄膜的质量：第一，激光剥离靶材时而产生的等离子体的能量较高，它碰撞基片或己沉积的薄膜时，会使基片或薄膜的局部升温，若局部温度超过l000℃，则在此处生长的薄膜就会分解，产生其它的杂相第二，激光与靶材相互作用时会产生更多、更大的颗粒，从而影响薄膜的表面形貌和特性。一般来说，在临界能量密度以上，颗粒的平均大小随着能量密度的增加而增加；第三，由于等离子体具有更大的能量，会对基片或己沉积的薄膜产生溅射损伤。而另一方面，当激光能量密度太小时，等离子体没有获得足够的能量到达基片，直接影响薄膜的性能，这个时候，激光与靶材的相互作用主要是导致靶材的蒸发，由于靶材中各组分的饱和蒸气压的不同，因此在基片上不可能得到与靶材同成份的薄膜。 PLD是将脉冲激光器所产生的高功率脉冲激光束聚焦作用于靶体材料表面，使靶体材料表面产生高温及熔蚀，并进一步产生高温高压等离子体( T≥104K)，这种等离子体定向局域膨胀发射并在衬底上沉积而形成薄膜。一般认为它可以分为三个过程：(1)激光表面熔蚀及等离子体产生；(2)等离子体的定向局域等温绝热膨胀发射；(3)在衬底表面凝结成膜。与其他制膜技术相比，脉冲激光沉积独特的物理过程主要有以下优点：(1)可以生长与靶材成分一致的多元化合物薄膜，甚至含有易挥发元素的多元化合物薄膜，是其最突出的优点。由于等离子体的瞬间爆炸式发射，不存在成分择优蒸发效应，等离子体发射具有沿靶轴向空间约束效应，从而保证了膜的成分与靶材成分一致。(2)能够沉积高质量的纳米薄膜，高的离子动能具有显著增强二维生长和抑制三维生长的作用，促进薄膜的生长沿二维展开，因而能获得连续的极细薄膜而不形成分离核岛。(3)由于灵活的换靶装置，便于实现多层膜及超晶格薄膜的生长，多层膜的原位沉积便于产生原子级清洁的界面。(4)沉积温度低，可以在室温下原位生长取向一致的织构膜与外延单晶膜。(5)设备简单，灵活性大，薄膜厚度容易控制，系统污染少。目前，PLD技术主要用于实验室研究，限制其应用的两个主要原因是：(1)沉积薄膜中有熔融小颗粒或称靶材碎片。这是在激光引起的爆炸过程中喷溅出来的，这些颗粒的存在大大降低了薄膜的质量。减少表面颗粒有多种方法，如速度过滤法，提高靶材的致密度与表面光洁度，降低激光波长与能量密度等。(2)难以沉积大面积的均匀薄膜。 [ Last edited by NJUT_tiger on 2008-10-22 at 11:31 ] |
5楼2008-10-21 19:22:21
