RU93583U1 - Устройство для лазерно-плазменного напыления - Google Patents
Устройство для лазерно-плазменного напыления Download PDFInfo
- Publication number
- RU93583U1 RU93583U1 RU2009142969/22U RU2009142969U RU93583U1 RU 93583 U1 RU93583 U1 RU 93583U1 RU 2009142969/22 U RU2009142969/22 U RU 2009142969/22U RU 2009142969 U RU2009142969 U RU 2009142969U RU 93583 U1 RU93583 U1 RU 93583U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- laser
- angle
- vacuum chamber
- targets
- plasma
- Prior art date
Links
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Устройство для лазерно-плазменного напыления, включающее импульсный лазер, объективы, вакуумную камеру с оптическими окнами, через которые заводится лазерное излучение, механизм смены мишеней, отличающееся тем, что в вакуумной камере расположены мишени, причем оси плазменных факелов, образуемых при одновременной абляции мишеней под действием излучения лазера, расположены под углом Θ друг к другу, отклонение ионной составляющей плазменных факелов происходит за счет кулоновского взаимодействия при их пересечении, причем увеличение угла Θ приводит к уменьшению кинетической энергии ионов в результирующем факеле.
Description
Полезная модель относится к лазерной технике, в частности к устройствам, применяемым для лазерно-плазменного напыления тонких пленок и многослойных тонкопленочных структур, а именно, для эпитаксиального выращивания пленок металлов, полупроводников и диэлектриков.
Уровень техники представлен импульсным лазерным испарителем с сепарацией ионов (прототип) по патенту РФ №2070611 от 26.08.1993 г., МПК-6: С23С 14/46, опубликованному 20.12.1996 г. в бюллетене №35.
Прототип содержит импульсный лазер, объектив, систему сканирования лазерным лучом и механизм смены мишеней, причем дополнительно устройство-прототип снабжено устройством формирования монохроматического потока ионов, выполненного в виде каскада, состоящего из сепаратора ионов с зоной дрейфа испаренных частиц, системы дополнительной ионизации, системы создания замедляющего и ускоряющего поля и дополнительного магнитного или электростатического сепаратора, позволяющего формировать пучки ионов с разной энергией.
Общими признаками прототипа и заявляемого в качестве полезной модели технического решения являются: наличие импульсного лазера, объектива и механизма смены мишеней, а также наличие устройства, позволяющего формировать пучки ионов с разной энергией.
К недостаткам данного устройства можно отнести относительную сложность конструкции, связанную со способами управления энергией напыляемых ионов - магнитными или электростатическими.
Метод лазерно-плазменного напыления широко применяется для вакуумного выращивания тонких металлических и полупроводниковых пленок и многослойных структур. Основной проблемой данного метода является отсутствие возможности управления энергетическим спектром осаждаемых ионов, при изменении плотности мощности на мишени изменяется интенсивность потока осаждаемых частиц, а энергетический спектр частиц изменяется по закону
, где n изменяется от 2 до 3, таким образом, существенное изменение энергетического спектра происходит только вблизи порога абляции.
Задачей полезной модели является создание устройства для лазерно-плазменного напыления с возможностью управления энергетическим спектром осаждаемых частиц, позволяющее изменять свойства напыляемых пленок, в частности, изменять параметры кристаллической решетки, кристаллическую структуру, шероховатость поверхности и другое.
Технической задачей является создание компактного устройства, позволяющее изменять энергию осаждаемых частиц в процессе напыления, так как решение проблемы управления энергетическим спектром осаждаемых частиц в широком диапазоне с помощью изменения режимов напыления не представляется возможным.
Устройство для лазерно-плазменного напыления поясняется рисунком, где:
1 - лазер,
2 - светоделительный элемент,
3 - поворотное зеркало,
4 - объектив,
5 - оптическое окно,
6 - лазерное излучение,
7 - мишень,
8 - механизм смены мишеней,
9 - плазменный факел,
10 - подложка,
11 - вакуумная камера.
Устройство для лазерно-плазменного напыления состоит из импульсного лазера 1, светоделительного элемента 2, поворотных зеркал 3, объективов 4, вакуумной камеры 11 с оптическими окнами 5, через которые заводится лазерное излучение 6. В вакуумной камере расположены мишени 7 под углом Θ друг к другу, закрепленные на механизме смены мишеней 8, причем угол Θ может изменяться от 0 до 180 градусов, перпендикулярно биссектральной оси угла Θ расположена подложка 10.
Устройство управления энергетическим спектром напыляемых частиц состоит из мишеней 7, расположенных под углом Θ друг к другу и закрепленных на механизме смены мишеней 8, причем угол Θ может изменяться от 0 до 180 градусов.
Устройство позволяющее изменять энергию напыляемых частиц работает следующим образом:
Лазерное излучение 6 разделяется оптическим элементом 2 на два пучка, каждый из которых заводится поворотными зеркалами 3 в вакуумную камеру 11 через оптические окна 5 и фокусируются с помощью объективов 4 на поверхность мишени 7 напыляемого материала, в результате чего на поверхностях мишеней образуется плазменные факелы, которые распространяются перпендикулярно поверхности мишеней. При пересечении плазменных факелов их ионные составляющие отклоняются под действием кулоновской силы в сторону подложки 10, причем при изменении угла Θ между мишенями изменяется энергия отклоненных ионов в результирующем факеле 9. Изменение энергии ионов в отклоненном плазменном факеле поясняет рис.2. При увеличении угла Θ проекция 15 (Vx) скорости 14 (V) ионов 12 на ось 13 (ось OX) уменьшается, что приводит к уменьшению кинетической энергии ионов в результирующем факеле. Таким образом, можно управлять энергией ионов в широком диапазоне.
Claims (1)
- Устройство для лазерно-плазменного напыления, включающее импульсный лазер, объективы, вакуумную камеру с оптическими окнами, через которые заводится лазерное излучение, механизм смены мишеней, отличающееся тем, что в вакуумной камере расположены мишени, причем оси плазменных факелов, образуемых при одновременной абляции мишеней под действием излучения лазера, расположены под углом Θ друг к другу, отклонение ионной составляющей плазменных факелов происходит за счет кулоновского взаимодействия при их пересечении, причем увеличение угла Θ приводит к уменьшению кинетической энергии ионов в результирующем факеле.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009142969/22U RU93583U1 (ru) | 2009-11-20 | 2009-11-20 | Устройство для лазерно-плазменного напыления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009142969/22U RU93583U1 (ru) | 2009-11-20 | 2009-11-20 | Устройство для лазерно-плазменного напыления |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93583U1 true RU93583U1 (ru) | 2010-04-27 |
Family
ID=42673201
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009142969/22U RU93583U1 (ru) | 2009-11-20 | 2009-11-20 | Устройство для лазерно-плазменного напыления |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU93583U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2459012C2 (ru) * | 2010-10-01 | 2012-08-20 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ" (НИЯУ МИФИ) | Способ изготовления тонких пленок на основе моносульфида самария |
-
2009
- 2009-11-20 RU RU2009142969/22U patent/RU93583U1/ru active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2459012C2 (ru) * | 2010-10-01 | 2012-08-20 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ" (НИЯУ МИФИ) | Способ изготовления тонких пленок на основе моносульфида самария |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107148494B (zh) | 具有旋转镜和圆环目标的灯塔扫描仪 | |
US5858478A (en) | Magnetic field pulsed laser deposition of thin films | |
US20090114848A1 (en) | Cluster film formation system and film formation method, and cluster formation system and formation method | |
EA006092B1 (ru) | Способ осаждения тонких пленок посредством лазерной абляции | |
JP2013506757A (ja) | 結晶構造を作るための方法および構成 | |
RU93583U1 (ru) | Устройство для лазерно-плазменного напыления | |
KR101902778B1 (ko) | 네스트유닛을 포함하는 아크이온플레이팅장치 | |
CN211734459U (zh) | 一种激光诱发脉冲原子束发生系统 | |
Fallon et al. | The effect of wedge angle on the evolution of a stagnation layer in a colliding plasma experiment | |
Toftmann et al. | Time-resolved and integrated angular distributions of plume ions from silver at low and medium laser fluence | |
Gurlui et al. | Dynamic space charge structures in high fluence laser ablation plumes | |
JP5417455B2 (ja) | 像を面上に投影するための装置および上記像を動かすための装置 | |
US20160289819A1 (en) | Hydroxide facilitated optical films | |
RU2287611C2 (ru) | Электродуговой генератор сепарированных потоков плазмы металлов в вакууме | |
CN112921277B (zh) | 一种激光诱发脉冲原子束发生系统 | |
Thestrup et al. | A comparison of the laser plume from Cu and YBCO studied with ion probes | |
KR100375333B1 (ko) | 단일 소스를 이용한 코팅과 표면 처리 장치 및 방법 | |
WO2005075700A1 (en) | Pulsed protection window for applications in pulsed laser deposition | |
US12005523B2 (en) | Process for nanostructuring the surface of a material by laser | |
JPH1030169A (ja) | 成膜装置 | |
RU195771U1 (ru) | Лазерный генератор ионов | |
US10477664B1 (en) | Method and device for generating electromagnetic radiation by means of a laser-produced plasma | |
Goncharov et al. | Influence of the material of a laser target and a substrate in a laser plasma source on the formation of ion flows in the secondary emission regime | |
Novodvorsky et al. | Erosion plume characteristics determination in ablation of metallic copper, niobium, and tantalum targets | |
RU2135633C1 (ru) | Способ вакуумного нанесения тонких пленок |