System Pulsacyjnej Ablacji Laserowej
System umożliwia wytwarzanie cienkich warstw o określonym składzie stechiometrycznym lub przesyconym o grubości od kilku nanometrów do paru mikrometrów, na różnorodnych podłożach (metalicznych, ceramicznych, polimerowych). Podłoża mogą być dobrze określonymi monokryształami lub polikryształami i polimerami o odpowiedniej chropowatości powierzchni. Uzyskane warstwy w zależności od parametrów osadzania i jakości wykorzystanych podłoży mogą być epitaksjalne, nanokrystaliczne, polikrystaliczne oraz nawet amorficzne. Do wytwarzania cienkich warstw wykorzystuje się impulsy światła z zakresu nadfioletu (248 nm), które w wyniku oddziaływania z powierzchnią tarczy powodują jej rozpylenie w komorze roboczej (ablacja laserowa). Osadzanie wykonuje się za pomocą ekscymerowego lasera impulsowego, którego częstotliwość pracy mieści się w zakresie 1-100 Hz. Tarczami mogą być dowolne materiały (metale, niemetale, tlenki, ceramika itp.). Oprócz lasera system do osadzania cienkich warstw wyposażony jest w reakcyjną komorę próżniową z możliwością stosowania atmosfer gazowych (tlen, azot i argon), komorę załadunkową oraz układ pomiarowy RHEED. Precyzyjne dawkowanie gazów pozwala na uzyskiwanie warstw wzbogaconych lub zubożonych np. w tlen. Wielkość osiąganej próżni w komorze roboczej wynosi ok. 10-8 mbar. Wykorzystanie sześcio-stanowiskowej ruchomej karuzeli do tarcz umożliwia wykonywanie wielowarstw w jednym procesie, unikając przy tym zanieczyszczania powierzchni warstw. Podłoża są transportowane z śluzy załadowczej w warunkach wysokiej próżni do komory roboczej. W tej komorze mogę być podgrzewane radiacyjnie do temperatury 850 °C. Prędkości nagrzewania i chłodzenia są sterowane cyfrowo z dokładnością do 1 °C. Za pomocą techniki RHEED możliwe jest badanie in situ struktury krystalicznej i kinetyki wzrostu cienkich warstw.
Aparatura udostępniania na zasadach wynikających z Regulaminu Korzystania z Infrastruktury Badawczej ACMiN. (https://acmin.agh.edu.pl/acmin/dokumenty/)
System ablacji laserowej pozwala na otrzymywanie epitaksjalnie wielowarstwowych próbek, o dobrej kontroli grubości dzięki pomiarom in-situ za pomocą metody RHEED.
Metoda RHEED pozwala również na badanie odpowiednio przygotowanych próbek pod kątem ich struktury krystalograficznej, a także kontroli jakości mikrostruktury po procesach trawienia do poziomu warstw atomowych.
Jednostka odpowiedzialna
Grupa / laboratorium / zespół
Zespół Efektów Kwantowych w Nanostrukturach