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LaserstrahlverdampfenUnter Laserstrahlverdampfen (engl. pulsed laser deposition, PLD) ist ein PVD-Verfahren. Man versteht darunter die Abscheidung von Schichten durch Laserablation. Hierzu werden sowohl der abzuscheidende Schichtwerkstoff (Target) als auch die Unterlage, auf der die Schicht abgeschieden werden soll (Substrat) in einem Vakuumbehälter (Rezipient) platziert. Weiteres empfehlenswertes Fachwissen
VerfahrenDas Material des Targets wird mit großer Intensität der Laserstrahlung beleuchtet (~100 MW/cm2) und dabei verdampft. Das abgetragene Material wechselwirkt mit der Laserstrahlung und wird dabei ionisiert und beschleunigt (10-100 eV/Ion). In einem Prozessgas expandiert das abgetragene Material und wird dadurch verzögert, chemische Reaktionen in der Gasphase sind möglich. Anschließend bilden die Teilchen des Plasmas die Schicht auf dem Substrat. Für kristalline Schichten wird das Substrat beheizt, um Diffusionsprozesse zu ermöglichen und damit einen Einbau der Teilchen in den Kristall zu gewährleisten. Unter Verwendung großer Prozessgasdrücke (>1 mbar) ist in der Gasphase die Kondensation des Materialdampfes zu Clustern möglich. Besonders gute Ergebnisse erreicht man mit UV-Lasern (Excimerlaser), da deren Strahlung eine hohe Photonenenergie besitzt, welche von einer Vielzahl von Materialien absorbiert wird, da sie oberhalb der Plasmafrequenz liegt. Weitere gepulste Laser für PLD sind transversal angeregte CO2-Laser, gütegeschaltete Nd:YAG-Laser und zunehmend auch femtosekunden gepulste Laser. Vorteile
Nachteile
AnwendungsgebieteDas PLD-Verfahren wird in der Materialwissenschaft eingesetzt, um neuartige Werkstoffe mit vielen Komponenten (Keramiken, beispielsweise der Hochtemperatursupraleiter YBaCuO) oder in besonderen metastabilen Strukturen (beispielsweise amorphen diamantähnlichen Kohlenstoff, Diamond-like carbon, DLC) oder spezielle ferromagnetische Funktionsschichten (AMR-, GMR- oder GMI-Schichten) herzustellen. Kategorien: Oberflächenphysik | Beschichten |
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Dieser Artikel basiert auf dem Artikel Laserstrahlverdampfen aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation. In der Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar. |