脉冲激光烧蚀等离子体和ECR等离子体及相互作用的光谱研究.pdf

後旦大学硕士学位论文脉冲激光烧蚀等离子体和壤胱犹寮相互作用的光谱研究系:信息科学与工程学院名:沈小康指导教师:吴嘉达教授完成日期:年院专业:光学姓学校代码:学号:
相互作用的光谱研究脉冲激光烧蚀等离子体和壤胱犹寮摘要本论文的研究对象为对固体的脉冲激光烧蚀,产生的等离子体虺芇等离子体投云宓牡缱踊匦舱珽⒉ǚ诺绮牡壤胱犹简称壤胱犹,主要通过等离子体光谱的测量分析来研究这两类等离子体及它们之间的相互作用,了解相关的等离子体特性,也为激光和等离子体一些技术应用提供参考。内容可分为三大部分:非化学活性的驳壤胱犹搴褪ò猩帐吹腜碳等离子体及它们之间的相互作用;化学活性的5壤胱犹搴褪グ猩帐吹腜碳等离子体及它们之间的相互作用;硅靶烧蚀的璧壤胱犹宓氖笨昭荼洹近年来,脉冲激光烧蚀在薄膜材料沉积,化学成分分析、材料加工处理,外科手术等方面取得了成功的应用。例如,基于脉冲激光烧蚀的脉冲激光沉积,方法在制备半导体或绝缘薄膜,高温超导薄膜以及铁电、压电,磁光等各种特殊功能薄膜等方面得到了直接而成功的应用。⒉ǚ诺缈梢栽诘凸ぷ髌瓜虏芏雀撸缋攵雀摺⒋慷雀叩牡壤胱犹濉在⒉ǚ诺绾吐龀寮す馍帐垂餐饔孟乱⒌牡壤胱犹寮婢逧等离子体和壤胱犹逄氐悖涠捞氐男灾适沟盟谀承┯τ蒙峡梢曰竦枚赖降男Ч例如把⒉ǚ诺绾吐龀寮す馍帐唇岷掀鹄纯梢怨钩梢恢终残栽锤ㄖ赡し法—壤胱犹甯ㄖ龀寮す獬粱简称,这一薄膜制备薄膜方法综合了⒉ǚ诺绾吐龀寮す獬粱街旨际醯奶氐悖夯谇苛曳瞧胶夤痰脉冲激光烧蚀可以突破某些平衡热力学的限制;脉冲激光对靶烧蚀产生的粒子具有较高的动能和位能,这使得低温成膜成为可能;壤胱犹逄峁┐罅炕活性成分,它们易于与激光烧蚀的产物反应;低能量的壤胱犹迨鞫猿底和生长中的膜层的轰击能有效引发表面反应,促进成核和膜层形成,有助于改善薄膜的生长条件和质量。本文针对椒ㄔ谥票窪薄膜和膜上的应用,运用光谱诊断法对两种等离子体的成分信息,时空演变等特性进行研究,同时结合∧ず蚦薄膜的分析表征,对其中的成膜过程及机理作∧ぷ魑R恢钟τ檬止惴旱谋∧ぃ词艿饺嗣堑墓刈ⅲ瓺薄膜具有特殊的光学,∧す讨校3淙氩同背景气体作为缓冲气体,以改善薄膜的特性。本小组在獾壤胱犹逯猩蚀石墨靶,以驳壤胱犹甯ㄖ鶳方法开展了∧さ某粱1疚慕一些探讨。脉冲激光烧蚀等离子体和壤胱犹寮跋嗷プ饔玫墓馇毖芯复旦大学顾士学位论文
优良的综合机械和其它方面的性能,于是瓹虲1∧こ晌=耆嗣茄芯合这一工作,通过测量分析嫉壤胱犹逶贓氩等离子体中的光谱及其演变,并比较在真空和低压氩气中嫉壤胱犹宓墓馄祝治龊吞教至苏饬嚼等离子体的相互作用以及∧さ某赡す獭9鄄旆⑾郑涸谡婵蘸偷脱闺财中嫉壤胱犹宓墓馄滓蕴嫉脑悠紫呖劾胱悠紫呶V鳎贓氲等离子体中嫉壤胱犹宓墓馄自虼右蕴嫉脑悠紫吆屠胱悠紫呶V髦鸾ス傻揭院强的分子谱线为主,,,其后的研究表明∧ひ簿哂和关注的热点,∧さ一个比较重要的问题。我们用椒ǎ铣芍票噶薔含量超过%的薄膜。本文测量分析了这一成膜过程中的等离子体光谱及其时空演变,除了碳的谱线外,还观察到很强的分子的谱线,从而直接在实验上观察到5壤胱犹搴蚉碳等离子体之间的相互作用,证实了气相分子的形成。实验观察还显示,分子的谱线出现在离靶面较远的空间,并且衬底的存在极大地增强的谱线,尤其在衬底附近以的谱线为主。光谱的时空演变表明,5壤胱犹搴蚉碳等离子体在衬底附近发生了激烈的反应,生成了大量的气相分子,这可能是用椒苡行е票父逳含量。薄膜的机理。本文还用时间分辨和空间分辨的光谱测量方法对本征硅靶烧蚀的璧离子体进行了光谱诊断,测量和分析考察了璧壤胱犹宓氖奔溲荼浜涂占分布,并研究了激光能量对等离子体行为及参数的影响,观察到随着激光能量的增大,等离子体中不同成分的最可几速率有一定的变化,:脉冲激光烧蚀,壤胱犹澹珽微波放电,壤胱犹澹馄渍断,
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第一章引言器件主要有吐光谱法ド羌肮獾缣讲馄、电子探测法秸、壤胱犹搴偷壤胱犹骞馄撞饬在绝对温度不为零的任何气体中,都有一定数量的原子电离,即除中性粒子外,还存在带电粒子一电子和离子。但是,只有在带电粒子的密度达到其建立的空间电荷限制着自身运动时,带