Физические процессы в лазерном источнике ионов алюминия с управляемой энергией для нанесения нанопленок
Аннотация
Рассмотрены физические процессы в лазерном источнике ионов алюминия для нанесения нанопленок. Обоснована электрическая схема источника ионов с двумя независимыми друг от друга источниками питания. Ионный источник представляет собой мишень и воздействующее на нее лазерное излучение, подложку и сетку, расположенные между ними. Заряженные частицы (электроны и ионы) из эрозионного лазерного факела движутся на подложку, на которую осаждается нанопленка за счет потока ионов алюминия. Методом контроля электронного и ионного токов экспериментально найдены условия, при которых после сетки на подложку движутся заряженные частицы, преимущественно в виде ионов. Проведены исследования временных характеристик ионных потоков в промежутке сетка – подложка при разных постоянных положительных потенциалах сетки по отношению к подложке и различных плотностях мощности воздействующего лазерного излучения. В наших экспериментах расстояние мишень – сетка составило 6 см, расстояние сетка – подложка равнялось 6 см, прозрачность сетки – 86 %. В качестве материала лазерной мишени использовался алюминий марки А7. Плотность мощности лазерного излучения изменялась в интервале (от 2,54 до 5,41) ⋅ 108 Вт/см2. Показано, что технологическими режимами осаждения нанопленок можно управлять с помощью положительного потенциала на сетке по отношению к подложке, изменяя величину ионного потока на подложку и его длительность. Кроме того, режимами осаждения нанопленок можно управлять, изменяя плотность мощности воздействующего лазерного излучения и сопротивление утечки зарядов с подложки.
Литература
- Avadelkarim O. O., Bai Ch., Kapitsa S. P. [Nanoscience and nanotechnologies : encyclopedia of life support systems]. Moscow, 2011 (in Russ.).
- Chrisey D. B., Hubler G. K. Pulsed Laser Deposition of Thin Films. New York, 1994.
- Bonelli M., Miotello A., Mosaner P. Pulsed laser deposition of diamondlike carbon films on polycarbonate. J. Appl. Phys. 2003. Vol. 93. P. 859–865.
- Goncharov V. K., Puzyrev M. V., Stupakevich V. Yu. Spatial and temporal characteristics of the graphite-target erosive laser plume in the vacuum. Vestnik BGU. Ser. 1, Fiz. Mat. Inform. 2016. No. 1. P. 79–83 (in Russ.).
- Goncharov V. K., Vasilevich A. E., Puzyrev M. V., et al. [Laser plasma source of ions with control energy for deposition nanofilms]. Elektronika-info. 2016. No. 11. P. 54–57 (in Russ.).
- Goncharov V. K., Gusakov G. A., Puzyrev M. V., et al. [Probe investigations of the carbon erosive plasma plume in vacuum]. Physics and diagnostics of laboratory and astrophysical plasmas : proc. of the XI Belarusian-Serbian symposium (Minsk, 15–19 Dec., 2016). Minsk, 2016. P. 4–7 (in Russ.).
Copyright (c) 2017 Журнал Белорусского государственного университета. Физика
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
Авторы, публикующиеся в данном журнале, соглашаются со следующим:
- Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
- Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся неэксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге) со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
- Авторы имеют право размещать их работу в интернете (например, в институтском хранилище или на персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу. (См. The Effect of Open Access).
