Комбинированное магнетронное распыление и импульсное лазерное осаждение тонких пленок TiO₂ и BFCO

Мы сообщаем об успешной демонстрации гибридной системы, сочетающей импульсное лазерное осаждение (PLD).
И ВЧ-распыление (МС)
Наносятся пленки высокого качества.
В то же время, ту же самую мишень можно использовать для повышения скорости осаждения и достижения MS.
Эффективность этой технологии достигается за счет осаждения диоксида титана и висмута.
Базовый перовскитный оксид NIO fecoro6 (BFCO)
Пленка на Si (100) и LaAlO3 (LAO)(100).
Эти конкретные оксиды выбраны из-за их функциональных свойств, таких как многожелезные и фотоэлектрические свойства (BFCO).
И катализ (TiO2).
Мы сравниваем пленки, осажденные с помощью комбинации традиционных программируемых логических устройств (ПЛУ) и ПЛУ с программируемыми логическими устройствами (ПЛУ), и показываем, что последняя технология обеспечивает более высокую скорость осаждения при всех условиях (+50%).
И производить пленки с высокой плотностью (+20%).
Более крупные кластеры, чем те, которые образуются отдельно с помощью MS или ld и не обнаруживаются в пленке, полученной методом ldDeposited.
При оптимальных условиях пленка, полученная с помощью технологии смешивания, в два раза более гладкая, чем пленка, полученная при индивидуальном смешивании.
Наращивание пленок и наноструктур может быть достигнуто с помощью различных методов, среди которых наиболее успешные методы также позволяют создавать структуры с заданными характеристиками для оптимизации оптических, электрических, фрикционных и других свойств.
Эти свойства зависят, помимо прочего, в первую очередь от плотности пленки, морфологии поверхности и кристаллической структуры.
В различных технологиях осаждения используется физическое осаждение из паровой фазы (PVD).
Технология производства кинопленки получила широкое распространение во многих отраслях промышленности.
()МС) представляет собой тонкий-
Этот метод широко используется в технологии физического осаждения пленок для синтеза высокооднородных и гладких пленок с большой площадью поверхности.
Оно обладает рядом преимуществ перед тепловыми или электронными устройствами.
Поскольку более высокая энергия атомов MS может улучшить адгезию и помочь определить структуру тонкой пленки при осаждении, технология осаждения пучком является наиболее эффективной.
Если удастся снизить рабочее давление масс-спектрометра, то можно будет дополнительно улучшить контроль над процессом осаждения, который обычно находится в диапазоне от нескольких до десятков мТорр.
Минимальное давление, необходимое для работы обычных систем масс-спектрометрии, определяется скоростью ионизации в плазме.
Работа при более высоком давлении оказывает прямое влияние на структуру и плотность осаждаемой пленки, поскольку распыляемые частицы теряют часть своей энергии, взаимодействуя с молекулами окружающего газа.
Импульсное лазерное осаждение (PLD)
Это еще одна важная технология физического осаждения для выращивания пленок и наноструктур, которая может применяться при любом давлении, что обеспечивает большую универсальность.
Способность контролировать фоновое давление и взаимодействие субстрата с окружающей средой.
Целевое расстояние позволяет контролировать плотность осаждаемых пленок.
Однако, несмотря на широкую популярность и повсеместное использование в исследовательском сообществе, этот метод сталкивается с некоторыми проблемами, связанными с крупномасштабным расширением и осаждением пород.
Еще одним недостатком являются крупные скопления, которые часто образуются во время абляции;
Эти скопления могут привести к нежелательной неоднородности и шероховатости пленки.
Снижение плотности энергии импульсного лазера помогает уменьшить или исключить образование макрочастиц, но также снижает скорость осаждения.
Для решения проблем, связанных с качеством пленки в масс-спектрометрах и программируемых логических устройствах, было разработано несколько методов и технологий.
Неравновесное магнитоуправляемое распыление высокомощных импульсных масс-спектрометров (HIPIMS)
Последние разработки позволяют улучшить некоторые свойства осажденных пленок.
Также представлены и продемонстрированы технологии, позволяющие преодолеть ограничения программируемых логических устройств в крупномасштабных приложениях для обработки поверхностей.
Перспективным методом является сочетание радиочастотного распыления с импульсным лазерным осаждением (MSPLD).
Гибридная силовая установка.
В большинстве реализаций mslld включает использование двух целей (
1 для распыления, 1 для LD)
Можно использовать одновременно.
Данная методика вселяет надежду на получение функциональных градиентных карбидов переходных металлов и многослойных структур в TiC и алмазоподобном углероде (DLC).
Материальные системы и другие нанокомпозиты.
Другой гибридный метод заключается в сочетании программируемых логических устройств с радиочастотами (РЧ).
Приложенная к подложке мощность радиочастотного излучения может использоваться для управления составом и кристаллическими свойствами пленки.
Здесь мы реализуем другой гибридный подход, обходящий некоторые ограничения традиционных микросхем и программируемых логических устройств, используя целевую функцию для микросхем и программируемых логических устройств.
В этом гибридном методе импульсный лазер может использоваться для запуска и поддержания разряда в магнитной трубке при более низком давлении, что добавляет еще один механизм управления для регулирования структуры осажденной пленки.
Для демонстрации преимуществ гибридной технологии мы провели исследование на Si (100).
И рост сложного Бисмута
Бифиекро (BFCO) на LaAlO (LAO)(100).
Диоксид титана (TiO₂) — широко изучаемый полупроводниковый материал, обладающий привлекательными свойствами, такими как высокий показатель преломления, широкая запрещенная зона и оптические каталитические свойства.
В последнее время BFCO широко изучается из-за множества его особенностей.
Железо и низковольтное напряжение.
Мы исследовали влияние температуры подложки, рабочего давления, плотности мощности импульсного лазера и масс-спектрометра на характеристики пленки и оптимизировали энергоэффективность.
Наши результаты показывают, что технология смешивания может улучшить качество осаждаемой пленки, а также повысить ее однородность и скорость осаждения.