(1)第一阶段:小岛阶段—成核和核长大。溅射原子到达基片表面时,由于原子间相互碰撞造成能量损失,动能降低,会被基片表面原子吸附。当吸附原子数目逐渐增多时,原子之间距离变小,会发生聚集。如图2。1所示,根据薄膜成核理论,此时基片表面会产生数目较多的岛状晶核,并不断长大。由于原子的吸附和再蒸发同时存在,小岛、晶核的位置会发生改变,随着不断沉积,二者数目逐渐增多。
(2)第二阶段:结合阶段。由于原子的不断沉积,小岛不断长大,相邻岛之间的距离也慢慢变小,最终相互接触,融合成为一个大岛。这个过程就是小岛的联并过程。如图2,1所示,联并过程小岛的变化。小岛联并的过程中,小岛的数目会减少,占据基片的面积缩小,空白面积增多更有利于新岛的产生。另一方面,小岛联并过程设计了原子团在基片表面的迁移。所以基片温度很大地影响了小岛的联并。
图2。2 薄膜生长后期阶段:大岛联合形成沟道薄膜,沟道被填充慢慢变为孔洞,最终孔洞消失成为平整连续模。
(3)第三阶段:沟道阶段。随着小岛的联并,新岛的产生,大岛开始团聚而形成网状的结构。此时,基片表面逐渐成为分布着大量沟道的沟道薄膜。随着进一步的生长,沟道处又会产生成核,通过桥联效应,使得沟道变窄、变浅,最终逐渐只剩一些孔洞。如图2。2所示。
(4)第四阶段:连续薄膜。沟道和孔洞逐渐消除后,再沉积的原子就可以直接吸附在薄膜上,使薄膜生长,变厚。在此阶段,薄膜上小岛的晶格取向会发生明显的变化。多晶薄膜的制备中,小岛联并时还产生一些再结晶过程。薄膜的晶粒的半径大小取决于薄膜生长过程中的再结晶过程。
2。2 脉冲激光沉积文献综述
脉冲激光沉积(PLD)技术属于物理气相沉积技术,是一种新型的薄膜制备工艺。其大概工作原理是:利用高能的脉冲激光照射靶材表面,靶材原子吸收能量气化产生等离子气体。在外加电场作用下,定向运动至基片表面沉积,生长为薄膜。
自脉冲激光沉积技术发展至今,其已经在各类薄膜制备中得到广泛应用。脉冲激光沉积技术具有下列优势[17。18]:
(1)由于脉冲激光沉积是利用激光使靶材气化,所以未引入其它杂质。所以制备出的薄膜组成成分基本上由所使用的靶材成分所控制。所以通过控制靶材组分就能制备出任意所需组分比的薄膜。这极大的扩展的脉冲激光沉积制备薄膜的范围。
(2)利用脉冲激光沉积沉积系统的结构特征,可以在制膜过程中,加入多个不同靶材。这样只需更换靶材,就能按顺序在基片上制备多层不同组分的薄膜。
锆钛酸铅(Pb(Zr,Ti)O3,PZT)薄膜的制备表征铁电性研究(5):http://www.youerw.com/cailiao/lunwen_146224.html