文档介绍：脉冲激光沉积演示文稿
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脉冲激光沉积
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薄膜制备方法
脉冲激光沉积
化学气相沉积
分子束外延
溅射
溶胶凝胶法
超声喷雾热解
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第5 激光烧蚀靶材表面的结构示意图（2）
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等离子体膨胀
等离子体膨胀过程是指高能激光脉冲溅射产生的烧蚀物，离化为高温高密的等离子体后，大致经历等温和绝热膨胀两个过程，从靶材表面输运到衬底的过程。
图5-6 等离子体羽辉外形随时间的演化
图5-7 等离子体膨胀过程中温度随时间演化规律
脉冲宽度
激光作用时间
激光作用结束后
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等离子体在空间的输运
靶材表面的高温(可达20000K)和高密度((1016--1021)/cm3)的等离子体
在靶面法线方向的高温和压力梯度
等温膨胀发射(激光作用时)和绝热膨胀发射(激光终止后)
沿靶面法线方向轴向约束性
等离子体区
等离子体羽辉
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烧蚀粒子在衬底上的沉积
烧蚀粒子在空间经过一段时间的运动到达衬底表面，然后在衬底上成核、长大形成薄膜。为了提高薄膜的质量必须对衬底加温，一般要几百度。这一阶段中，有几种现象对薄膜的生长不利，其一是从靶材表面喷射出的高速运动粒子对已成膜的反溅射作用，其二是易挥发元素的挥发损失，其三是液滴的存在导致薄膜上产生颗粒物。
图5-8 成膜过程
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颗粒物的抑制
，颗粒物是限制PLD技术获得广泛应用的主要因素之一，是PLD技术得以商业化应用迫切需要解决的难题。颗粒物的大小和多少强烈依赖于沉积参数，如激光波长、激光能量、脉冲重复频率、衬底温度、气氛种类与压强以及衬底与靶材的距离等。
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解决方案
使用高致密度的靶材，同时选用靶材吸收高的激光波长。因为液滴产生的情况在激光渗入靶材越深时越严重。靶材对激光的吸收系数越大，则作为液滴喷射源的熔融层越薄，产生的液滴密度越低。
通过基于速率不同的机械屏蔽技术来减少颗粒物（由于PLD产生的颗粒物的速率要比原子、分子的速率低一个数量级）。
1）在靶材与衬底之间加一个速率筛，只让速率大于一定值的物质通过并沉积在衬底上，而速率较慢的颗粒物则被拦截下来
2）偏轴激光沉积，即衬底与靶材不同轴地进行薄膜的沉积，通过烧蚀物粒子与粒子之间以及粒子与气氛的相互碰撞与散射作用来减少较大颗粒物到衬底的沉积
3）瞄准阴影掩模版，即通过同轴的掩模版来阻挡液滴到达衬底
4）在靶材与衬底间加一个偏转电场或磁场来减少液滴的沉积，等等。
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解决方案
采用降低颗粒物污染的沉积技术
1）双光束激光沉积技术，采用两个激光器或通过对一束激光进行分光得到两束激光，沉积时先让一束光使靶材表面局部熔化，然后让另一束光照射熔区使之转变为等离子体，从而减少液滴的产生。
2）交叉束沉积技术，让两束激光从不同角度同时照射到各自靶材上，各自轰击出的烧蚀物质在一定区域内交叉并相互作用，通过附加一个光阑，可以产生一个没有颗粒物的区域，将衬底置于该区域内，即可获得无颗粒物污染的优质薄膜。
实用新型的超快脉冲激光器
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PLD技术的主要应用
半导体薄膜
高温超导薄膜
金刚石和类金刚石薄膜
铁电、压电和光电薄膜
生物陶瓷涂层
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ZnO薄膜的PLD生长
发展历史：PLD技术用于生长ZnO薄膜的最早报道见于1983年。主要进展是使用纳秒脉冲激光器。近年来，有研究者开始采用超快（飞秒）脉冲激光器来生长ZnO薄膜。
液滴问题：薄膜表面液滴的存在是激光与物质相互作用过程中，在靶的表面产生热效应，使液态材料从被辐照的靶材熔区中喷射出来造成的后果。
工艺影响：PLD的主要工艺参数如衬底温度、背景气压、靶材-衬底间距、脉冲重复频率和激光能量等，或多或少对ZnO薄膜的生长和性能起着重要作用。
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ZnO薄膜的PLD生长
外延生长：尽管ZnO薄膜的许多应用只要多晶材料就足够了，但ZnO基光电器件的研发却需要外延薄膜。要实现外延生长，衬底的选择是首先需要考虑的问题。常用衬底包括：Al2O3和SCAM(ScAlMgO4)衬底。
P型掺杂：ZnO基光电器件应用研究中的一个瓶颈就是低电阻高稳定性的p-ZnO薄膜难以获得。根据文献报道，V族元素N、P、As(***)、Sb(锑)和I族元素Li、Na、Ag均成功实现了PLD生长ZnO的p型电导转变。
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第