pulsed laser deposition

What is pulsed Laser deposition?

рдкрд▓реНрд╕реНрдб рд▓реЗрдЬрд╝рд░ рдбреЗрдкреЙрдЬрд╝рд┐рд╢рди (PLD) (Pulsed Laser deposition)

рдкреНрд░рд╕реНрддрд╛рд╡рдирд╛ (Introduction):

рдкрд▓реНрд╕реНрдб рд▓реЗрдЬрд╝рд░ рдбреЗрдкреЙрдЬрд╝рд┐рд╢рди Pulsed Laser Deposition (PLD) рдПрдХ рдкрддрд▓реА рдлрд┐рд▓реНрдо рдбреЗрдкреЙрдЬрд╝рд┐рд╢рди рддрдХрдиреАрдХрд╣реИ, рдЬрд╣рд╛рдВ рдПрдХрдЙрдЪреНрдЪ рд╢рдХреНрддрд┐ рдкрд▓реНрд╕реНрдб рд▓реЗрдЬрд░ рдмреАрдо рдХреЛ рдПрдХ рдирд┐рд░реНрд╡рд╛рдд рдЪреЗрдВрдмрд░ рдореЗ рд▓рдХреНрд╖реНрдп (рдЬрд┐рд╕рдХреА рдлрд┐рд▓реНрдо рдмрдирд╛рдиреА рд╣реИ) рдкрд░ рдХреЗрдВрджреНрд░рд┐рдд рдХрд┐рдпрд╛ рдЬрд╛рддрд╛ рд╣реИ| рд▓рдХреНрд╖реНрдп рдХреА рд╕рд╛рдордЧреНрд░реА рд╡рд╛рд╖реНрдкрд┐рдХреГрдд рд╣реЛрдХрд░ рд╕рд╛рдордиреЗ рд░рдЦреЗ рд╕рдмрд╕реНрдЯреНрд░реЗрдЯ рдкрд░ рдЬрдорд╛ рд╣реЛ рдЬрд╛рддреА рд╣реИ (рдЬреИрд╕реЗ рд╕рд┐рд▓рд┐рдХрди рд╡реЗрдлрд░)| рдпрд╣ рддрдХрдиреАрдХ рд╕рдмрд╕реЗ рдкрд╣рд▓реЗ рд╕реНрдорд┐рде рдПрд╡рдВ рдЯрд░реНрдирд░ рдиреЗ резрепремрел рдореЗ рдЕрд░реНрдзрдЪрд╛рд▓рдХ (semiconductor) рдФрд░ рдкрд╛рд░рджреНрдпреБрддрд┐рдХ (dielectric) рдЬреИрд╕реЗ рдкрджрд╛рд░реНрдереЛ┬ардХреА рдлрд┐рд▓реНрдо рдмрдирд╛рдиреЗ рдореЗ рдЗрд╕реНрддреЗрдорд╛рд▓ рдХреА рдереА|

рдкреНрд░рдХрд┐рдпрд╛ (Process):

рдирд┐рдореНрдирд▓рд┐рдЦрд┐рдд рдЪрд╛рд░ рдЪрд░рдгреЛ рдореЗ рдпрд╣ рдкреНрд░рдХрд┐рдпрд╛ рд╕рдВрдкрдиреНрди рд╣реЛрддреА рд╣реИ:

1) рд▓рдХреНрд╖рд┐рдд рд╕рд╛рдордЧреНрд░реА рдХрд╛ рд▓реЗрдЬрд╝рд░ рджреНрд╡рд╛рд░рд╛ рдЙрдЪреНрдЫреЗрджрди (ablation) рдФрд░ рдкреНрд▓рд╛рдЬрд╝рдорд╛(plasma) рдХрд╛ рдирд┐рд░реНрдорд╛рдг: рд╕рдмрд╕реЗ рдкрд╣рд▓реЗ рдЪрд░рдг рдореЗ рд▓реЗрдЬрд╝рд░ рдмреАрдо рд▓рдХреНрд╖реНрдп рд╕реЗ рдЯрдХрд░рд╛рдХрд░ рдЕрдкрдиреА рд╡рд┐рджреНрдпреБрдд рдХреНрд╖реЗрддреНрд░ рд╕реЗ рдЙрддреНрдкрдиреНрди рдЙрд░реНрдЬрд╛ рд╕реЗ рдПрд▓реЗрдХреНрдЯреНрд░реЙрдиреНрд╕ (electrons) рдХрд╛ рдкреНрд░рдЧрдорди рдХрд░рддреА рд╣реИ| рдПрд▓реЗрдХреНрдЯреНрд░реЙрдиреНрд╕ рд▓реЗрдЬрд╝рд░ рдкреНрд░рдХрд╛рд╢ рдХреА рд╡рд┐рджреНрдпреБрдд рдЪреБрдореНрдмрдХреАрдп рдХреНрд╖реЗрддреНрд░ рдХреЗ рднреАрддрд░ oscillate рдХрд░рддреЗ рд╣реБрдП рд▓рдХреНрд╖рд┐рдд рд╕рд╛рдордЧреНрд░реА рдХреЗ рдЕрдгреБрдУрдВ рдХреЛ рдЕрдкрдиреА рдЙрд░реНрдЬрд╛ рд╕реНрдерд╛рдирд╛рдВрддрд░рд┐рдд рдХрд░рддреЗрд╣реИ| рдЕрдВрддрдд: рд▓рдХреНрд╖рд┐рдд рд╕рд╛рдордЧреНрд░реА рдЧрд░рдо рд╣реЛрдХрд░ рд╡рд╛рд╖реНрдкрд┐рдХреГрдд рд╣реЛрддреА рд╣реИ|

2) рдкреНрд▓рд╛рдЬрд╝рдорд╛ рдХрд╛ рдЧрддрд┐ рд╡рд┐рдЬреНрдЮрд╛рди: рджреВрд╕рд░реЗ рдЪрд░рдг рдореЗ,рдХреВрд▓рдВрдм рдкреНрд░рддрд┐рдХреНрд╖реЗрдк (Coulomb repulsion) рдХреЗ рдХрд╛рд░рдг рд▓рдХреНрд╖реНрдп рдХреА рд╕рд╛рдордЧреНрд░реА рд╕рддрд╣ рд╕реЗ рд╣рдЯрдХрд░ рд╕рдмрд╕реНрдЯреНрд░реЗрдЯ (substrate) рдХреА рджрд┐рд╢рд╛ рдореЗрдВ рдкреНрд▓рд╛рдЬрд╝рдорд╛ рдХреЗ рд░реВрдк рдореЗ рдлреИрд▓рддреА рд╣реИредрдЬреНрдпрд╛рджрд╛рддрд░, рд╕рдмрд╕реНрдЯреНрд░реЗрдЯ рд▓рдХреНрд╖реНрдп рд╕рддрд╣ рдХреЗ рд╕рдорд╛рдирд╛рдВрддрд░ 2-8 рд╕реЗ.рдореА рдХреА рджреВрд░реА рдкрд░ рд╣реЛрддреЗ рд╣реИрдВ| plume рдХрд╛ рд╕реНрдерд╛рдирд┐рдХ рд╡рд┐рддрд░рдг (spatial distribution) рдЪреИрдВрдмрд░ рдХреЗ рджрдмрд╛рд╡ (pressure) рдкрд░ рдирд┐рд░реНрднрд░ рдХрд░рддрд╛ рд╣реИред

3) рд╕рдмрд╕реНрдЯреНрд░реЗрдЯ (Substrate) рдкрд░ рдЙрдЪреНрдЫреЗрджрд┐рдд рд╕рд╛рдордЧреНрд░реА рдХрд╛ рдирд┐рдХреНрд╖реЗрдкрдг: рддреАрд╕рд░рд╛ рдЪрд░рдг рдЬрдорд╛ рдлрд┐рд▓реНрдореЛрдВ рдХреА рдЧреБрдгрд╡рддреНрддрд╛ рдирд┐рд░реНрдзрд╛рд░рд┐рдд рдХрд░рддрд╛ рд╣реИрдВ|

4)рдиреВрдХреНрд▓рд┐рдпреЗрд╢рди  (Nucleation) рдФрд░ рд╕рдмрд╕реНрдЯреНрд░реЗрдЯ рд╕рддрд╣ рдкрд░ рдлрд┐рд▓реНрдо рдХреА рд╡реГрджреНрдзрд┐: рдбреЗрдкреЙрдЬрд╝рд┐рд╢рди рдХреЗ рдорд╛рдкрджрдВрдб (deposition parameter) рдХреЗ рдЕрдиреБрд╕рд╛рд░ рд╡рд┐рднрд┐рдиреНрди рдкреНрд░рдХрд╛рд░ рд╕реЗ рдлрд┐рд▓реНрдо рдХреА рд╡реГрджреНрдзрд┐ рд╕рдореНрднрд╡ рд╣реИ рдЬреИрд╕реЗ рдХрд┐ рд╕реАрдврд╝реАрдиреБрдорд╛ рдкреНрд░рд╡рд╛рд╣ (step flow growth), рдкрд░рддрдиреБрдорд╛ рд╡реГрджреНрдзрд┐ (Layer-by-layer growth), рддреНрд░рд┐рд╡рд┐рдо рд╡рд┐рдХрд╛рд╕ (3Dimensional growth)|

рд▓рд╛рдн:

1) рдкреНрд░рддрд┐рднрд╛( Versatility): рд╡рд┐рднрд┐рдиреНрди рдкреНрд░рдХрд╛рд░ рдХреЗ рдкрджрд╛рд░реНрдереЛ рдХреА рдлрд┐рд▓реНрдо рдмрдирд╛рдиреЗ рдХреЗ рд▓рд┐рдП рдпрд╣ рддрдХрдиреАрдХ рдХрд╛ рдкреНрд░рдпреЛрдЧ рдХрд┐рдпрд╛ рдЬрд╛рддрд╛ рд╣реИ| рд╡рд┐рднрд┐рдиреНрди рдкреНрд░рдпреЛрдЧрд╛рддреНрдордХ рдорд╛рдкрджрдВрдб рдХреЛ рдкрд░рд┐рд╡рд░реНрддрд┐рдд рдХрд┐рдпрд╛ рдЬрд╛ рд╕рдХрддрд╛ рд╣реИ рдЬрд┐рдирдХрд╛ рдлрд┐рд▓реНрдо рдХреА рдкреНрд░рдХреГрддрд┐/ рд╕реНрд╡рднрд╛рд╡ рдкрд░ рд╡рд┐рд╢реЗрд╖ рдкреНрд░рднрд╛рд╡ рдкрдбрд╝рддрд╛ рд╣реИ,рдЬреИрд╕реЗ рдХреА: рдкрд╣рд▓рд╛-рд▓реЗрдЬрд╝рд░ рдХрд╛ рдЙрд░реНрдЬрд╛ рдШрдирддреНрд╡ (energy density), рддрд░рдВрдЧрдЖрдпрд╛рдо (wavelength), рдкреБрдирд░рд╛рд╡реГрддреНрддрд┐ рджрд░ (repetition rate), рд╕реНрдкрдВрджрдЕрд╡рдзрд┐ (pulse duration)|

рджреВрд╕рд░рд╛- рд░рдЪрдирд╛рд╕реНрдерд┐рддрд┐ (preparation condition) рдЬрд┐рд╕рдореЗ рд▓рдХреНрд╖реНрдп рдФрд░ рд╕рдмрд╕реНрдЯреНрд░реЗрдЯ рдХреЗ рдмреАрдЪ рдХреА рджреВрд░реА рд╕рдмрд╕реНрдЯреНрд░реЗрдЯ рдХрд╛ рддрд╛рдкрдорд╛рди, рдПрд╡рдВ рдЪреЗрдВрдмрд░ рдореЗ рдЙрдкрд╕реНрдерд┐рдд рд╡рд╛рдпреБ рджрдмрд╛рд╡ рд╕рдореНрдорд┐рд▓рд┐рдд рд╣реИ|

2) рд▓рдЪреАрд▓рд╛рдкрди (Flexibility): рдЗрд╕ рддрдХрдиреАрдХ рдореЗ рдкреНрд░рддрд┐рдХрд┐рдпрд╛рд╢реАрд▓ (reactive) рдЧреИрд╕ рдПрд╡ рдореНрдорд┐рд╢реНрд░рд┐рдд (hybrid) рд╡рд╛рд╖реНрдкреАрдХрд░рдг рд╕реНрд░реЛрдд рдХрд╛ рдкреНрд░рдпреЛрдЧ рднреА рдХрд┐рдпрд╛ рдЬрд╛ рд╕рдХрддрд╛ рд╣реИ| рдЪреВрдБрдХрд┐ рд╕рдХреЗрдВрджреНрд░рд┐рдд (focussed) рд▓реЗрдЬрд╝рд░ рдХрд╛ рдмрд┐рдВрджреБрдорд╛рдк (spot size) рдмрд╣реБрдд рдЫреЛрдЯрд╛ рд╣реЛрддрд╛ рд╣реИ рдЗрд╕рд▓рд┐рдП рд▓рдХреНрд╖рд┐рдд рдХреНрд╖реЗрддреНрд░ рез рд╕реЗ.рдореА рд╕реЗ рднреА рдХрдо рд╣реЛ рд╕рдХрддрд╛ рд╣реИ рдЬрд┐рд╕рдХреА рд╡рдЬрд╣ рд╕реЗ рд╕рдорд╕реНрдерд╛рдирд┐рдХ (isotope) рд╡рд╕реНрддреБрдпреЛ рдХрд╛ рдЬрдорд╛ рдХреА рдЧрдпреА рдлрд┐рд▓реНрдо рдореЗ рд╕рдВрд╡рд░реНрдзрди (enrichment) рд╣реЛ рд╕рдХрддрд╛ рд╣реИ|

3) Stoichiometry рдорд┐рд▓рд╛рди : рдЬрдорд╛ рдХреА рдЧрдпреА рдлрд┐рд▓реНрдо рдХреА Stoichiometry рд▓рдХреНрд╖реНрдп рдХреЗ рдЕрдиреБрд░реВрдк рд╣реЛрддреА рд╣реИ| рдЗрд╕реА рдХрд╛рд░рдг рд╕реЗ рдпрд╣ рддрдХрдиреАрдХ рдорд┐рд╢реНрд░рдзрд╛рддреБ (alloy) рдХреЗ рдирд┐рдХреНрд╖реЗрдкрдг рдореЗ рднреА рдЙрдкрдпреЛрдЧреА рд╕рд┐рджреНрдз рд╣реБрдИ рд╣реИ| Stoichiometry рдорд┐рд▓рд╛рди рдЕрдиреНрдп рддрдХрдиреАрдХ рдЬреИрд╕реЗ рдХрд┐ рдЙрд╖реНрдгрд╡рд╛рд╖реНрдкреАрдХрд░рдг (thermal evaporation), sputtering рдореЗ рд╕рдореНрднрд╡ рдирд╣реА рд╣реИ рдХреНрдпреВрдВрдХреА рдЗрди рддрдХрдиреА рдХреЛ рдореЗ рдЕрд░реНрдзрд╡рд╛рд╖реНрдк рджрдмрд╛рд╡ (partial vapor pressure), sputtering рдкреНрд░рддрд┐рдлрд▓ (yield) рд╕рднреА рдЕрд╡рдпрд╡ / рднрд╛рдЧ (constituents) рдХрд╛ рдПрдХ рдЬреИрд╕рд╛ рдирд╣реА рд╣реЛрддрд╛ рд╣реИ рдЗрд╕рд▓рд┐рдП рдлрд┐рд▓реНрдо рдХреА рд╕рдВрд░рдЪрдирд╛ рд▓рдХреНрд╖реНрдп рд╕реЗ рдЕрд▓рдЧ рд╣реЛрддреА рд╣реИ|

4) рдлрд┐рд▓реНрдо рдХреА рд╕рд╣рдЬрддрд╛ (smoothness of the film): рдЗрд╕ рддрдХрдиреАрдХ рдореЗ рд╕рддрд╣ рдкрд░ рдЕрддрд┐ рдирдореА (supersaturation) рд╣реЛрдиреЗ рдХреЗ рдХрд╛рд░рдг рдХрд╛ рдлрд╝реАрдЬрд╛рджрд╛ nucleation density рд╣реЛ рдЬрд╛рддреА рд╣реИ рдЬреЛ рдХрд┐ рдЖрдгрд╡рд┐рдХ рдХрд┐рд░рдг рдкреБрдВрдЬ рдПрдкрд┐рдЯрдХреНрд╕реА (molecular beam epitaxy) рдПрд╡рдВ рд╕реНрдкрдЯрд░рд┐рдВрдЧ рдореЗ рд╕рдВрднрд╡ рдирд╣реА рд╣реЛ рдкрд╛рддрд╛ рд╣реИ| рд▓реЗрдЬрд╝рд░ рдкрд▓реНрд╕ резреж-рекреж рд╕реВрдХреНрд╖реНрдо рд╕реЗрдХреЗрдВрдб (microsecond) рддрдХ рд░рд╣рддреА рд╣реИ рдЬрд┐рд╕рд╕реЗ рдЕрдзрд┐рдХ рдиреВрдХреНрд▓рд┐рдпреЗрд╢рди рдШрдирддреНрд╡ рд╕рдВрднрд╡ рд╣реИ рдЬреЛ рдлрд┐рд▓реНрдо рдХреЛ рд╕рдорддрд▓ рдмрдирд╛рдиреЗ рдХреЗ рд▓рд┐рдП рдЙрддреНрддрд░рджрд╛рдпреА рд╣реИ

рдЕрд▓рд╛рдн (Disadvantages):

1) рдЕрддрд┐ рд╕реВрдХреНрд╖реНрдо particulates рдХреА  рдЙрдкрд╕реНрдерд┐рддрд┐|

рд░рд╛рд╖реНрдЯреНрд░реАрдпрднреМрддрд┐рдХрдкреНрд░рдпреЛрдЧрд╢рд╛рд▓рд╛рдореЗрдВрдкреА.рдПрд▓.рдбреАрдХреАрд╕реБрд╡рд┐рдзрд╛:

Written by: Pooja Singh click here to go to her page on Engineering Physics

References: Pulsed laser deposition(PLD) Wikipedia

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *