脉冲激光沉积

• 原理：

  将脉冲激光器所产生的高功率脉冲激光聚焦作用于靶材表面，靶材的表面将产生高温、高压等离子体，在实际试验中可以看到等离子体以羽辉的形式存在，并作定向局域化运动到衬底基片，当它与加热到一定生长温度的衬底基片相接触时便在上面沉积形成薄膜。

• 优点：

  （1）生长方法简单，生长参数独立可调，沉积效率高，相对成本低（一台激光器可供多个真空系统使用，一个真空系统可同时沉积多种薄膜）。

  （2）由于脉冲激光制备薄膜是在真空系统中进行的，当入射激光能量密度达到烧蚀出靶材中的所有元素，即超过一定的阈值时，靶材中的各组成元素在理论上就具有相同的逸出率，因而可以实现非平衡生长且保证靶材与薄膜的成分一致，这是PLD法区别其他方法的最主要优势。

  （3）由于激光能量高度集中，可以用于生长高质量的高Tc超导、铁电、压电、光电等多功能薄膜，利于解决难熔材料的薄膜制备问题。

  （4）衬底温度要求较低，能实现取向一致的织构膜和外延单晶膜，以及在较低温度下原位生长。

  （5）一个激光器可以匹配多个真空沉积腔，一个沉积腔具备多个靶位装置，可灵活更换靶，可实现多层膜、异质膜及超晶格薄膜的生长，且制备的薄膜可产生原子级清晰的界面。

  （6）可以引入不同种类的反应气体，例如O₂、N₂等，在制备多元化合物（主要是多元氧化物）薄膜以及掺杂方面具有明显优势。

• 典型应用：

  高温超导薄膜，类金刚石薄膜，铁电薄膜，超晶格，生物陶瓷涂层等几乎所有的固态化合物。