| Περίληψη |
Οι πρώτες εργασίες που αναφέρουν τη χρήση ακτινοβολίας λέιζερ για την απομάκρυνση υλικού από ένα στερεό ή υγρό στόχο εμφανίζονται με την ανακάλυψη των λέιζερ ruby, τη δεκαετία του ΄60. Από τότε η κατεργασία υλικών με χρήση λέιζερ αποτελεί ένα ευρύ ερευνητικό πεδίο με εφαρμογές στην ιατρική, στη βιομηχανία αλλά και στην ανάπτυξη υλικών και χημική ανάλυση. Η σύζευξη της ακτινοβολίας με την ύλη καθιστά το λέιζερ ένα χρήσιμο εργαλείο για την επιφανειακή ανόπτηση ή σκλήρυνση, φωτοαποδόμηση, μικρομηχανική και χάραξη επιφανειών. Η ανάπτυξη λεπτών επιστρώσεων υλικών με χρήση παλμικών πηγών λέιζερ (Pulsed Laser Deposition- PLD), εμπίπτει στο πεδίο επιφανειακών κατεργασιών και χρησιμοποιείται για την ανάπτυξη διατάξεων που αφορούν σε τομείς όπως η μικροηλεκτρονική και η οπτοηλεκτρονική καθώς και σε εφαρμογές στη μηχανολογία και στη τεχνολογία αισθητήρων. Η τεχνική PLD βασίζεται στη δημιουργία πλάσματος (το οποίο περιλαμβάνει ιονισμένη ύλη και συσσωματώματα) κατά την απορρόφηση ακτινοβολίας λέιζερ από ένα υλικό-στόχο και στην εναπόθεση του με μορφή επιστρώσεως σε κατάλληλο υπόστρωμα που βρίσκεται πλησίον του στόχου. Η ανάπτυξη και η ποιότητα των επιστρώσεων καθορίζεται από μια σειρά παραμέτρων όπως το είδος και η θερμοκρασία του υποστρώματος καθώς επίσης η κινητική ενέργεια των συστατικών του πλάσματος, η οποία εξαρτάται από το μήκος κύματος διέγερσης, τη διάρκεια παλμού, την πυκνότητα ενέργειας και την πίεση του περιβάλλοντος αερίου. Στη παρούσα εργασία εφαρμόστηκε η μέθοδος PLD για την ανάπτυξη λεπτών επιστρώσεων oξείδιου του ψευδαργύρου (ZnO), χρησιμοποιώντας λέιζερ υπεριώδους εκπομπής με βραχεία (ns) και υπερβραχεία (fs) διάρκεια παλμού. Μελετήθηκε η επίδραση της θερμοκρασίας του υποστρώματος, της πίεσης του περιβάλλοντος αερίου και της διάρκειας παλμού του λέιζερ στην ποιότητα των εναποθέσεων. Παράλληλα με το χαρακτηρισμό των παραγόμενων επικαλύψεων (όσον αφορά στην κρυσταλλική δομή, μορφολογία και οπτικές ιδιότητες), εφαρμόστηκε η μέθοδος της φασματοσκοπίας οπτικής εκπομπής για την παρακολούθηση του φαινομένου της αποδόμησης με λέιζερ και την εξαγωγή πληροφοριών για τη σύσταση και την κινητική ενέργεια των σωματιδίων του πλάσματος. Επιχειρείται έτσι η σύνδεση των χαρακτηριστικών του πλάσματος με τις ιδιότητες των επιστρώσεων, με τελικό στόχο τη βελτιστοποίηση της ποιότητας των επιστρώσεων και τον έλεγχο της διεργασίας.
|
Ανάπτυξη επιστρώσεων ZnO με τη μέθοδο φωτοαποδόμησης με παλμικό λέιζερ.Φασματοσκοπική μελέτη της δυναμικήςτου πλάσματος
