A method for fabricating thin films

Procédé pour la fabrication de films minces

Abstract

L'invention porte sur un procédé de dépôt par laser pulsé (PLD) permettant de régler en continu la morphologie du film formé de celle d'un agrégat de nanoparticules à celle d'un film mince lisse exempt de particules et de gouttelettes. Les matières qui peuvent être synthétisées à l'aide de divers modes de réalisation de l'invention comprennent, mais n'y sont pas limitées, les métaux, les alliages, les oxydes métalliques et les semi-conducteurs. Dans divers modes de réalisation, l'invention porte sur un mode « en rafale » d'ablation et de dépôt par laser pulsé ultracourt. Le réglage de la morphologie du film est réalisé par l'ajustement des paramètres du mode en rafale tels que le nombre d'impulsions et l'écart de temps entre les impulsions à l'intérieur de chaque rafale, la vitesse de répétition de rafale et la fluence du laser. Le système comprend un laser pulsé ultracourt, un système optique pour envoyer un faisceau convergé sur la surface cible avec une densité d'énergie appropriée et une chambre sous vide dans laquelle la cible et le substrat sont installés et des gaz environnants et leurs pressions sont ajustés de façon appropriée.
A method of pulsed laser deposition (PLD) capable of continuously tuning formed-film morphology from that of a nanoparticle aggregate to a smooth thin film free of particles and droplets. The materials that can be synthesized using various embodiments of the invention include, but are not limited to, metals, alloys, metal oxides, and semiconductors. In various embodiments a 'burst' mode of ultrashort pulsed laser ablation and deposition is provided. Tuning of the film morphology is achieved by controlling the burst-mode parameters such as the number of pulses and the time-spacing between the pulses within each burst, the burst repetition rate, and the laser fluence. The system includes an ultrashort pulsed laser, an optical system for delivering a focused onto the target surface with an appropriate energy density, and a vacuum chamber in which the target and the substrate are installed and background gases and their pressures are appropriately adjusted.

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