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原子束辅助脉冲激光沉积技术及其在薄膜制备上的应用(原版论文).pdf

後璺大学蘸勰撼转硕士学位论文原子束辅助脉冲激光沉积技术及其在薄膜制备上的应用?????’魏蕾礤Ⅺ:々系:信息科学与工程学专业:光学姓名:李丽指导老师;许宁副教授完成日期:??年????院学校代码:???学号:?????
摘要夲论文的研究内容可以分为两大部分:一是采用氮原子束辅助脉冲激光沉积的方法,在?/?过渡层上制备了?。纳米薄膜;二是在背景氧气中制備氧化锌薄膜,并采用退火扩散的方法降低本征氧化锌中大量的背景?驮亓髯印?在???淌谑状翁岢隽薉—?!淼挠捕扔锌赡艹??鸶帐??螅珼—??的性质研究和人工合成一直是相关研究的焦点问题之一。利用激光烧蚀产物易于与背景气氛中的活性气相物质发生反应的特点,选择以石墨为靶材料,采用辉光放电原子束源辅助脉冲激光沉积????—??的方法,在?/?过渡层上制备了??擅妆∧ぁN颐遣⒂昧硕嘀址椒?对薄膜进行了表征从对不同放电气压下???馄椎难芯浚?颐悄芄环⑾制?压是怎样影响碳氮成键的,并得出在放电气压为??嘚情况下更有助于碳的??踊?琧—?ゼ?纳?伞???牟馐越峁?菜得髟诖颂跫?掠兄?赾—??键形成。??馐缘慕峁?得鞅∧ぶ杏芯?宕嬖冢琓?的测试结果,表明薄膜中形成的晶粒较多此外,?/?过渡层在薄膜制备过程中起了重要的催化作用。本论文的第二部分是在氧气的背景环境中,以脉冲激光烧蚀方法制备氧化锌薄膜背景气氛的存在将直接限制等离子体的膨胀,然而等离子体与气体粒子的碰撞可以導致大量的等离子体动能转换为激发能,使其中的烧蚀产物在速度降低的同时延长了激发态粒子存在的时间。它对不同能量状态的粒子的影響也不同我们首先观察了高、低背景氧气气压,以及不同衬底下制备的氧化锌薄膜结晶性能,发现不同背景气压下生长出来的氧化锌都具有佷好的结晶效果,并且都表现出在六角晶系的????方向优先生长的趋势。氧化锌是一种很易结晶的半导体氧化物本征??且恢謓型半導体,必须通过受主掺杂才能实现?妥1洹6??量的背景?驮亓髯?自由电子?ǘ鹊牟钩バвκ侵票竝型氧化锌的最大困难。本论文通过在??襯底上沉积生成氧化锌薄膜,然后再采用退火扩散的方式将受主原子?掺杂其中,以补偿天然制备的氧化锌中大量的?驮亓髯印K?然在退火扩散的过程中,将作为施主原子?也扩散到已生成的氧化锌薄膜当中,但是我们实验测得的数据表明两种原子引起的综合效果仍旧是使??械??驮亓髯优ǘ冉档停??巧?摺U庵っ饔猛嘶鹄┥⒄庵址绞绞强梢允迪謓型载流子浓度的补偿效应的,可以实现由?偷絇型的转变的关键词:脈冲激光烧蚀,脉冲激光沉积,辉光放电,原子束辅助脉冲激光沉积原子束辅助脉冲激光沉积技术及其在薄膜制各上的应用??????????,复旦大学硕士学位论文
曲,????????琁????????????????????????????簆??????????狿???????猘?????????????????.???瑃????????琾???????????琯??原予束辅助脉冲噭光沉积技术及其在薄膜制各上的应用???簍???????????????/??猼?????.??.???????瑃?????.??????.???狽??.???????痠????。????.????珻?疦?????.??,??????.????—???????????.?????????籭????????瓹?????????.????????瑆???????.?????琣??复旦大学碩士学位论文???,?畇
第一章引言些早期对激光烧蚀过程和机理的研究的基础上,于??年尝试将脉冲激光烧蚀?龀寮す馍帐醇际醯谋尘?】??辏琓.?甅???晒Φ刂圃炝耸澜缟系谝惶ê毂κ?す馄鳌???由于激光具有良好的单***、空间和时间的相干性以及很高的强度等新嘚特点,因此很快被广泛地用于科学研究和实际应用中例如干涉仪,全息技术,材料处理,医学,信息存储等。高功率的激光与凝聚态物质的一个偅要的应用就是脉冲激光烧蚀?????????吐龀寮す獬粱???????????庖恢笔茄芯康娜?点和许多应用技术的基础激咣烧蚀是一个非常复杂的物理现象,涉及诸多领域,并且结合了平衡和非平衡诸多过程。激光器问世不久,???虲??研究了激光烧蚀金属产苼的等离子体的发射光谱??篖???ü?尚惺奔洳馑慵す馍?蚀等离子体中的离子能量??籋??和????进行了激光质谱实验【?;???拍摄了激光烧蚀产生的羽状等离子体????恼掌??】,并以此研究烧蚀等离子体的变化;??测算了激光烧蚀等离子体的温度【?康取???和???在这技术应用于薄膜制备方面,他们用红宝石激光器通过激光烧蚀方法沉积制备了半导体、绝缘体、硫化物和有机材料等多种薄膜【?虽然制得的薄膜质量并不能令人满意,但是这些工作为以后的研究打下了基础,形成了以脉冲激光烧蚀与脉冲激光沉积为主題的新的研究方向。?世纪?年代,随着纳米脉冲激光的出现,脉冲激光沉积技术在新功能薄膜材料制备方面越来越受欢迎;?年代的商业化铜酸盐超导薄膜器件制各则进一步加快了脉冲激光沉积技术的发展由于在高温超导薄膜制备方面的成功,脉冲激光烧蚀和沉积很快被广泛地應用于其它薄膜材料的制备,我们可以选择合适的激光来烧蚀不同的靶材料而制各不同的薄膜。具有特定功能的薄膜材料是制作先进固体元器件的基础,而性能优异的功能薄膜的制备有赖于先进的薄膜制备技术随着元器件向着微型化、集成化方向的发展趋势,材料的薄膜化以及對薄膜制备技术的要求也越来越高。除了磁控溅射、电子束蒸发、分子束外延???约案髦只???喑粱???这些成熟的薄膜制备技术,基于脉冲激光烧蚀的脉冲激光沉积技术,特别是与各种活性源相结合的所谓反应脉冲激光沉积技术近年来颇为引入关注,并且在各种功能薄膜材料的制各上收到了独特的效果虽然对脉冲激光烧蚀的研究已经有几十年的历史,但是对于激光与物质相互作用的内在物理过程和由此产苼的激光烧蚀等离子体的演变机制仍然没有研究清楚,与被广泛应用的脉冲激光沉积成膜技术相比,脉冲激光烧蚀物质的理原了束辅助脉冲激咣沉积技术及其在薄膜制备上的应用???复日?笱?妒垦?宦畚??
阂???????..生材料的制取及其性质的讨论对凝聚态物理研究、材料科学基础研究和实际应用论研究较为滞后。??碳氮薄膜材料众所周知,自然界存在的材料中金刚石的硬度最高,所以往往以金刚石设萣硬度标准的上限,来衡量其他物质的强度??年,这个概念首次受到了理论物理学家的挑战。美国伯克利大学物理系的矾.?瓹??教授以?籗??的结构为出发点,预言了新一代???衔铮?碊—??【?俊Tぱ粤??籆??奶宓?阅A?将超过金刚石在这一开创性的工作中,他提出了一个以????猇?体系为基础的经验模型,其体积模量关系式如下:式中,??硖寤?A浚?ノ晃??癙?籨代表共价键长,单位为彳?.??;且为化合物的离子性,?NE湮皇?对于四面体系统,?N?,否则?NF骄??位数?U馐侨死嗟谝淮未永砺凵显ぱ缘囊恢志哂谐?残阅艿男虏牧稀O匀徽庵?都具有重大意义。自然界中并不存在天然的?瓹???绻?芄蝗斯ず铣捎衫砺奂扑阍ぱ缘??甤???杂诓牧峡蒲У幕?⊙芯亢褪 内嫆来自淘豆网转载请标明出处.

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