[发明专利]一种制备薄膜的方法

摘要

本发明披露了一种脉冲激光沉积（PLD）的方法，所述方法能够从纳米颗粒聚集体到无颗粒和液滴的光滑薄膜连续地调整已形成的薄膜形态。利用本发明的不同实施例可被合成的材料包括但不限于，金属，合金，金属氧化物，和半导体。在不同的实施例中，提供了“猝发”方式的超短脉冲激光烧蚀和沉积。所述薄膜形态的调整通过控制猝发方式参数实现，所述猝发方式参数例如脉冲的数量和每次猝发中脉冲之间的时间间隔，猝发重复频率，和激光能流。所述系统包括超短脉冲激光器；光学系统，用于将聚焦激光束(激光脉冲)传送到靶表面上，具有适当的能量密度；和真空腔，所述真空腔内安装有靶和基片并且背景气体及它们的压强被适当调整。

主权项

一种薄膜材料的脉冲激光沉积的方法，包括：通过激光脉冲的猝发烧蚀靶材料，其中每次猝发包括脉冲串，所述脉冲串包括脉冲宽度在飞秒级至皮秒级范围的一组2‑200个激光脉冲，每个脉冲的脉冲持续时间小于500ps，其中猝发的至少两个脉冲之间的时间间隔被选定成形成猝发的至少一个脉冲与由通过猝发的至少一个在先脉冲烧蚀所述靶材料而产生的等离子体之间的相互作用，其中所述相互作用在真空腔内进行；将所烧蚀的材料沉积在基片上以形成薄膜，在所述真空腔中将所述基片设置在由猝发产生的等离子流中；其中，通过调节猝发的一个或多个参数，遍及从所述薄膜上或薄膜内具有纳米颗粒的薄膜到无颗粒的薄膜范围，所述薄膜的形态是可控制的；其中，每次猝发的猝发重复率在1KHz‑10MHz的范围内，所述猝发中脉冲的重复率在1MHz‑1GHz的范围内，并且相邻猝发之间的时间间隔大于猝发内任意相邻脉冲之间的时间间隔；其中，在覆盖猝发持续时间可达到几微秒的范围上在薄膜上或薄膜内的颗粒的平均尺寸随猝发中脉冲的数量的增加而减小。