不同类型的 PLD 设备对臭氧通入腔体镀膜的影响有哪些？

不同类型的 PLD 设备对臭氧通入腔体镀膜的影响有哪些？

PLD（脉冲激光沉积）设备在镀膜过程中有着广泛的应用，而臭氧的通入可以对镀膜产生重要影响。不同类型的 PLD 设备在臭氧通入腔体镀膜时会表现出不同的特性。

设备结构差异对臭氧镀膜的影响：

腔体形状：例如，有的 PLD 设备腔体为圆柱形状，有的为正六面体形状。研究表明，两种腔体的主要受力和变形位置均与开孔位置有关，圆柱腔体的变形和受力都小于正六面体形腔体。这种结构上的差异可能会影响臭氧在腔体内的分布以及与被镀膜材料的相互作用。在臭氧通入时，圆柱腔体可能由于其较为稳定的结构，使得臭氧能够更均匀地分布在腔体内，从而为镀膜过程提供更稳定的环境。而正六面体腔体可能由于其结构的复杂性，在臭氧通入时容易出现局部不均匀的情况，影响镀膜的质量。

目标到基板的距离：在低气压区域，烧蚀物质的平均自由程比目标到基板的距离长时，降低气压可以有效地抑制 Li 缺乏。在这样的低压生长中，发现臭氧气氛比分子氧更有利，因为用臭氧生长的薄膜的晶体学质量和表面平整度要好于用分子氧生长的薄膜。不同类型的 PLD 设备目标到基板的距离可能不同，这会影响臭氧在镀膜过程中的作用效果。距离较短的设备可能使得臭氧更容易与烧蚀物质相互作用，从而提高镀膜的质量；而距离较长的设备可能需要更高的臭氧浓度才能达到相同的效果。

镀膜材料差异对臭氧镀膜的影响：

金属镀膜：以钽膜为例，使用 KRF 准分子激光烧蚀在 5 质量％O₂气体中使用 KRF 准分子激光烧蚀形成 Ta-O 膜。通过使用 5 质量％O₃ - O₂气体，薄膜的 0 / Ta 比大得多。TA-O 膜在 400nm 下具有高 80％的光透明度，并且通过 TA-OM 涂覆的不锈钢表示良好的耐腐蚀性以及 TA。这表明在 PLD 设备中，对于金属镀膜，臭氧的通入可以改变薄膜的成分比例，提高其光学透明度和耐腐蚀性。不同类型的 PLD 设备可能由于其工艺参数的不同，对臭氧与钽的相互作用产生不同的影响，从而导致镀膜性能的差异。

铁氧体材料镀膜：

M 型钡铁氧体 BaM 薄膜：在 Si 基片上制备 BaM 薄膜时，探究了 PLD 制备工艺（氧压，退火）及缓冲层对 BaM 薄膜性能的影响。采用 YSZ 缓冲层，可有效阻止 Si 基片和 BaM 薄膜之间的扩散，制备的 BaM 薄膜矫顽力较小，高频下微波损耗小；采用 Au 缓冲层，在低温沉积后退火制备的 BaM 薄膜具有较好的 C 轴取向性，其很大饱和磁化强度到达 326emu/cm³。在这个过程中，臭氧的通入可能会与不同的缓冲层相互作用，影响 BaM 薄膜的性能。不同类型的 PLD 设备在制备 BaM 薄膜时，可能由于其对臭氧的处理方式不同，导致缓冲层的效果不同，从而影响薄膜的性能。

钇铁石榴石铁氧体 YIG 薄膜：以 YIG 块材作为靶材，通过脉冲激光沉积法在 MgO 基片上制备 YIG 薄膜，探究了激光频率、氧气压强、沉积温度和退火处理对 YIG 薄膜的影响。研究发现激光频率 10Hz，氧气压强 1.5Pa，沉积温度 700℃，经过 750℃退火 2 个小时的 YIG 薄膜微观形貌和磁学性能良好。在这个过程中，臭氧的通入可能会影响 YIG 薄膜的制备条件，不同类型的 PLD 设备可能由于其对臭氧的控制能力不同，导致制备出的 YIG 薄膜性能存在差异。

透明电极层镀膜：

在脉冲激光沉积（PLD）Cu₂ZnSnS₄（CZTS）薄膜太阳能电池中，研究了退火的 ITO 薄膜作为透明电极层的影响。退火的 ITO 薄膜具有高结晶度、大且均匀分布的晶粒，低电阻率和在紫外 / 可见光范围内宽而高的透射带，理想光学带隙为 3.8eV。使用这些退火的 ITO 薄膜的 PLD CZTS 太阳能电池的功率转换效率从 0.2% 显著提高到 1.92%。在这个过程中，臭氧的通入可能会影响 ITO 薄膜的性能，不同类型的 PLD 设备可能由于其对臭氧的处理方式不同，导致 ITO 薄膜的性能存在差异，从而影响太阳能电池的性能。