პულსირებული ლაზერული დაფენა

პულსირებული ლაზერული დაფენა (პლდ) — თხელი ფირების დაფენის ტექნოლოგია. თხელი ფირების ზრდის პულსირებული ლაზერული დაფენის მეთოდი მდგომარეობს ულტრამაღალ ვაკუუმურ კამერაში მყარი სამიზნიდან მასალის აორთქლებაში მოკლე ( ~ 10 ნმ) და მაღალი ენერგიის ლაზერული იმპულსების გამოყენებით. ლაზერი მძლავრი ხელსაწყოა მასალათა ფორმირებისათვის მისი მცირე სიხშირული დიაპაზონით, კოჰერენტულობითა და სიმძლავრის მაღალი სიმკვრივით. ხშირად სინათლის სხივი იმდენად ინტენსიურია, რომ შეუძლია ააორთქლოს ყველაზე უფრო მაგარი და სითბომედეგი მასალები, ამას გარდა მისი მაღალი სიზუსტის, საიმედოობის და სივრცული გადაწყვეტის გამო ის ფართოდ გამოიყენება მასალათა დამუშავების ინდუსტრიაში. ამაზე რომ აღარაფერი ვთქვათ, მრავალკომპონენტური მასალები ლაზერის გამოყენებით შესაძლოა დაიშალონ, აორთქლდენ, დაეფინონ ფუძეშრეზე და შექმნან სტექიომეტრული თხელი ფირები. კრისტალური ფირების ნუკლეაცია და ზრდა დამოკიდებულია ბევრ ფაქტორზე როგორიცა, სიმკვრივე, ენერგია, იონიზაციის ხარისხი, კონდენსირებადი მასალის ტიპი, ფუძეშრის ფიზიკო-ქიმიური თვისებები და ტემპერატურა. თუმცა სინთეზისას ხდება მხოლოდ რამდენიმე პარამეტრის მანიპულირება. გამოყენებული სამიზნე ზომით პატარაა სხვა გაფრქვევის მეთოდების სამიზნეებთან შედარებით. აგრეთვე შესაძლებელია ორი ან რამდენიმე მასალისაგან მრავალფენოვანი ფირების შექმნა. პულსების რაოდენობის კონტროლით მიიღწევა ფირების სისქის ზუსტი კონტროლი. ყველაზე უფრო გამორჩეული თვისება პლდ -სა არის სამიზნის მასალის სტექიომეტრიულობის შენარჩუნება დაფენილ მასალაში. ეს გამოწვეულია სამიზნის ზედაპირის ექსტრემალურად მაღალი გახურების სიჩქარით (108 K/წმ) პულსირებული ლაზერული გამოსხივებისას და ამის გამო კრისტალური ფირების დაფენა მოითხოვს გაცილებით დაბალ ტემპერატურებს ვიდრე სხვა ზრდის ტექნოლოგია.

წარმოქმნლი პლაზმა SrRuO₃ სამიზნიდან პლდ-ის დროს.

პლდ-ს სქემატური დიაგრამა.

გარდა რიგი დადებითი თვისებებისა პლდ ხასიათდება მიკრონაწილაკების ფორმირებით ფირზე, რომლის ფიზიკური მექანიზმი, მოიცავს ზედაპირულ ადუღებას, დარტყმითი ტალღით გამოწვეულ თხევადი ზედაპირის განდევნას და აორთქლებას. მიკრონაწილაკების ზომა რამდენიმე მიკრონის შეიძლება იყოს. ეს მიკრონაწილაკები დიდად მოქმედებენ როგორც ფირის შემდგომ ზრდის შეფერხებაში, ისე ფირის ელექტრულ თვისებებზე. მეორე ნაკლოვანება არის აორთქლებული სპეციების მცირე კუთხური განაწილება, რომლებიც წარმოიქმნება ლაზერულად შექმნილი პლაზმის ადიაბატური გაფართოებითა და სამიზნის ზედაპირის წერტილოვანი კოროზიით.

ლიტერატურა

• ვლადიმერ მიქელაშვილი, „მანგანუმშემცველი გახსნილი მაგნიტური ნახევარგამტარები“, საქართველოს ტექნიკური უნივერსიტეტი, თბილისი, 0175, სექტემბერი, 2010.
• Pulsed Laser Deposition of Thin Films, edited by Douglas B. Chrisey and Graham K. Hubler, John Wiley & Sons, 1994 ISBN 0-471-59218-8

რესურსები ინტერნეტში

• Introduction to Pulsed Laser Deposition
• Laser-MBE: Pulsed Laser Deposition under Ultra-High Vacuum
• A Brief Overview of Pulse Laser Deposition System დაარქივებული 2019-08-26 საიტზე Wayback Machine.