РАЗВИТИЕ ПРОЦЕССА ИМПУЛЬСНОГО ЛАЗЕРНОГО ОСАЖДЕНИЯ НАНОРАЗМЕРНЫХ СТРУКТУР

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Представлены перспективные направления использования метода PLD: высокотемпературная сверхпроводимость, углеродные наноструктуры, термоэлектрические структуры и топологические изоляторы на основе теллурида висмута. Технологии физического осаждения тонких пленок в вакууме (PVD), такие как метод импульсного лазерного осаждения (PLD), играют важную роль в микроэлектронике и других отраслях промышленности. PLD начал активно развиваться в 1960-х гг., став мощным инструментом для создания наноразмерных пленок и высокотемпературных сверхпроводников. Одним из важнейших достижений PLD стало получение качественной пленки высокотемпературного сверхпроводника YBa2Cu3O7, что открыло новые возможности в области сверхпроводников. Метод PLD обладает уникальным сочетанием свойств, обуславливающих высокую универсальность и широчайшие возможности для проведения исследований. Ключевой особенностью метода PLD является мощное (более 1 МВт/см2) воздействие на мишень короткими (менее 30 нс) импульсами. Метод основан на испарении мишени лазерным лучом и осаждении материала на подложку в вакуумной среде. Особенностью PLD является высокая точность контроля состава и структуры осажденных материалов, что делает его уникальным среди других методов PVD. PLD также широко используется для получения углеродных наноструктур, включая графен и алмазоподобные покрытия (DLC), которые находят применение в различных сферах, от суперконденсаторов до медицинских имплантов. Кроме того, метод PLD успешно применяется для формирования тонкопленочных термоэлектрических материалов на основе теллурида висмута, которые используются в сенсорах и системах стабилизации температуры. Высокая универсальность и эффективность PLD делают его ключевым инструментом в современных исследованиях и разработках новых материалов в микроэлектронике, квантовых технологиях и энергетике.

Об авторах

Александр Евгеньевич Шупенев

Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана

Email: ash@bmstu.ru
кандидат технических наук

Александр Григорьевич Григорьянц

Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана

Email: mt12@bmstu.ru
кафедра "Лазерная техника и технология", профессор, доктор технических наук

Список литературы

  1. Askar’Yan G.A., Moroz E.M. Pressure on evaporation of matter in a radiation beam // Soviet Journal of Experimental and Theoretical Physics. 1963. Vol. 16. P. 1638.
  2. Honig R.E., Woolston J.R. Laser-induced emission of electrons, ions, and neutral atoms from solid surfaces // Appl. Phys. Lett. 1963. Vol. 2, № 7. P. 138–139.
  3. Lichtman D., Ready J.F. Laser Beam Induced Electron Emission // Phys. Rev. Lett. American Physical Society, 1963. Vol. 10, № 8. P. 342–345.
  4. Ready J.F. Development of plume of material vaporized by giant-pulse laser // Appl. Phys. Lett. American Institute of Physics, 1963. Vol. 3, № 1. P. 11–13.
  5. Smith H.M., Turner A.F. Vacuum Deposited Thin Films Using a Ruby Laser // Appl. Opt. 1965. Vol. 4, № 1. P. 147.
  6. Аристов В. Фокусирующие свойства профилированных многослойных рентгеновских зеркал // Письма в ЖЭТФ. № 4. 1986. С. 207–209.
  7. Gaponov S. et al. Long-wave X-ray radiation mirrors // Optics communications. Elsevier, 1981. Vol. 38, № 1. P. 7–9.
  8. Бояков В.М. Напыление пленок химических элементов с помощью лазера на неодимовом стекле // Квантовая электроника. № 7. 1978. С. 1582–1584.
  9. Dijkkamp D. Preparation of Y-Ba-Cu oxide superconductor thin films using pulsed laser evaporation from high Tc bulk material // Appl. Phys. Lett. 1987. Vol. 51, № 8. P. 619–621.
  10. Хайдуков Е. Зондовые исследования лазерного эрозионного факела при абляции кремния в вакууме // Журнал технической физики. Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический…, № 4. 2010. С. 59–63.
  11. Irimiciuc S.A. Langmuir Probe Technique for Plasma Characterization during Pulsed Laser Deposition Process // Coatings. 2021. Vol. 11, № 7. P. 762.
  12. Hansen T.N., Schou J., Lunney J.G. Langmuir probe study of plasma expansion in pulsed laser ablation // Applied Physics A: Materials Science & Processing. 1999. Vol. 69, № 7. P. S601–S604.
  13. Drung D. Highly sensitive and easy-to-use SQUID sensors // IEEE Transactions on Applied Superconductivity. IEEE, 2007. Vol. 17, № 2. P. 699–704.
  14. Шупенев А. et al. Лазерная обработка поверхностей пластин теплообменников DLC-покрытиями // Электрометаллургия. 2021. № 5. С. 23–30.
  15. Григорьянц А.Г., Мисюров А.И., Башков В.М., Шупенев А.Е., Миронов Ю.М. Анализ поверхности тонких пленок Bi2Te3 осажденных методом импульсной лазерной абляции // Наука и образование. 2011. № 10.
  16. Shupenev A. Bismuth-Telluride-Based Radiation Thermopiles Prepared by Pulsed Laser Deposition // Semiconductors. 2019. Vol. 53, № 6. P. 747–751.
  17. Shupenev A.E., Korshunov I.S., Grigoryants A.G. On the Pulsed-Laser Deposition of Bismuth-Telluride Thin Films on Polyimide Substrates // Semiconductors. 2020. Vol. 54, № 3. P. 378–382.
  18. Shupenev A. et al. Laser surface treatment of heat exchanger plates with DLC coatings // Electrometallurgy. 2021, no. 5, pp. 23–30.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).