Химия - Лазерная абляция - Динамика плазмы

28 февраля 2011


Оглавление:
1. Лазерная абляция
2. Преимущества метода
3. Описание метода
4. Динамика плазмы
5. Технологически важные параметры ЛА
6. Минусы метода

На втором этапе плазма материала расширяется параллельно нормали поверхности мишени к подложке из-за кулоновского отталкивания. Пространственное распределение факела плазмы зависит от давления внутри камеры. Зависимости формы факела от времени может быть описана в два этапа:
 Струя плазмы узкая и направлена вперед от нормали к поверхности, практически не происходит рассеяния, не нарушается стехиометрия.
 Расширение плазменного факела. От дальнейшего распределения абляционного материала в факеле плазмы может зависеть стехиометрия пленки.

Плотность факела может быть описана как зависимость cosn, близкая к гауссовой кривой. Дополнительно к остронаправленному пиковому распределению, наблюдается второе распределение, описываемое зависимостью cosΘ. Эти угловые распределения отчётливо указывают, что унос материала является комбинацией различных механизмов. Угол разлёта плазмы не зависит прямо от плотности мощности и характеризуется, главным образом, средним зарядом ионов в плазменном потоке. Увеличение лазерного потока даёт более высокую степень ионизации плазмы, более острый плазменный поток с меньшим углом разлёта. Для плазмы с ионами заряда Z=1 — 2 угол разлёта составляет Θ=24 ÷ 29°. Нейтральные атомы, главным образом, осаждаются на краю плёночного пятна, тогда как ионы с высокой кинетической энергией осаждаются в центре. Для того, чтобы получить однородные плёнки, край плазменного потока должен быть экранирован. Кроме угловой зависимости скорости осаждения наблюдаются определённые вариации в стехиометрическом составе испарённого материала в зависимости от угла Θ при осаждении многокомпонентных плёнок. Остронаправленное пиковое распределение сохраняет стехиометрию мишени, тогда как широкое распределение является нестехиометрическим. Как следствие, при лазерном осаждении многокомпонентных плёнок всегда существуют стехиометрические и нестехиометрические компоненты в плазменном потоке в зависимости от угла осаждения. Так же динамка разлета плазмы зависит от плотности мишени, и ее пористости. Для мишеней из одинакового материала, но разной плотности и пористости временные интервалы разлета плазмы различны. Показано, что скорость абляции вдоль распространения лазерного излучения в пористом веществе в раза превышает теоретические и экспериментальные результаты для скорости абляции в твердом веществе, описать режим и материал.

Просмотров: 6047

<<< Лазерно-искровая эмиссионная спектрометрия