PLD燒蝕過程中蒸發(fā)及等離子體屏蔽效應(yīng)的研究.pdf

1、脈沖激光沉積技術(shù)（Pulsed Laser Deposition 簡稱PLD）是20世紀80年代后期發(fā)展起來的一種新型薄膜制備技術(shù)。PLD在制備以YBa2Cu3O7-d為代表的多元氧化物高溫超導(dǎo)體的薄膜材料方面獲得巨大成功。這項技術(shù)較其他薄膜制備技術(shù)有激光能量高、薄膜的化學(xué)成分比與靶材一致、沉積速率高、基片溫度要求低等優(yōu)點，因此成功地制備了多種鐵電、壓電等功能薄膜材料?，F(xiàn)在PLD技術(shù)具有極大的兼容性，便于其它新技術(shù)結(jié)合，其發(fā)展極為迅猛。

2、目前，其發(fā)展的主要趨勢是轉(zhuǎn)向超高能、超短快（皮秒和飛秒級）。 PLD技術(shù)的機理研究伴隨技術(shù)的發(fā)展，一直在蓬勃發(fā)展之中。我們課題組對于PLD機理進行了系統(tǒng)、全面和深入的研究，本文主要集中于PLD燒蝕階段的機理研究。 本文的內(nèi)容安排如下：第一章介紹PLD技術(shù)的原理和工藝特點，以及PLD技術(shù)發(fā)展的趨向；第二章介紹了PLD機理的進展和現(xiàn)狀，特別是介紹了我們課題組關(guān)于PLD技術(shù)的研究的主要成果，包括本課題組建立的燒蝕模型、薄膜生長

3、模型和沖擊波模型等等；第三章和第四章是介紹本文作者關(guān)于等離子體屏蔽效應(yīng)的研究及其對燒蝕過程的影響，以及包括蒸發(fā)效應(yīng)、和屏蔽效應(yīng)的新燒蝕模型。 概括起來，本文的研究成果主要包括以下幾個方面： 1）建立了一個新的理論模型，包括等離子體屏蔽、等離子體自發(fā)輻射對燒蝕過程的影響，研究激光與等離子體相互作用特性。利用此模型，以YBa2Cu3O7靶材為例，設(shè)定激光為脈寬為25ns的方波，研究了等離子體線度以及激光透射強度隨時間的演化規(guī)

4、律；單個脈沖所產(chǎn)生的燒蝕深度隨能量密度的演化規(guī)律，以及多個脈沖作用下，燒蝕深度隨脈沖數(shù)的變化規(guī)律。所得到的結(jié)果比以往文獻的結(jié)果更吻合于相關(guān)實驗。 2）提出了一個納秒級高能脈沖激光燒蝕的新的熱模型，其特點是既考慮了蒸發(fā)效應(yīng)，同時也考慮了等離子體屏蔽效應(yīng)對燒蝕過程的影響。利用此模型, 通過數(shù)值計算，給出了Si靶材在高斯型脈沖激光照射下, 靶材表面溫度、燒蝕率以及燒蝕深度隨時間的演化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)等離子體屏蔽效應(yīng)隨著脈沖持續(xù)時間的增長愈益