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脉冲激光沉积制备高性能薄膜的应用热点

发布时间:2022-07-11      点击次数:214
  近年来,由于脉冲激光技术的发展日趋成熟,脉冲激光沉积(PLD)在薄膜制备领域的应用已经成为研究的热点。
  
  由于脉冲激光具有高能量峰值以及短脉宽,烧蚀靶材时会溅射出大量复杂的微纳粒子形成等离子体,等离子体在真空或背景气体中经过定向膨胀后到达基底,在基底上形成产物,因此利用PLD技术可以在基底上沉积特定成分和微纳结构的薄膜。
  
  脉冲激光沉积技术能够制备类型广泛且性能优异的功能薄膜,因此目前被广泛地应用到光电、新能源、生物、超导、电子封装、催化、传感等领域。
  
  1、光电领域
  
  近年来,PLD制备二维薄膜在光电领域的研究十分火热,展现出良好的应用前景。如应用于高速宽带光电二极管的多层MoTe2/Si2D-3D垂直异质结、厘米级高质量Mo0.5W0.5S2薄膜、柔性二维Bi2Te3SnS-Bi2Te3光电探测器、晶圆级高质量的二维InSe薄膜、掺镓氧化锌(GZO)透明导电薄膜等,推动了高性能光电探测器和光电器件的发展。
  
  2、新能源领域
  
  能源问题是目前人类面临的重要挑战人类亟待探索和开发新能源的获取和利用方式。脉冲激光沉积技术由于能够制备能源器件中所需的高性能功能薄膜而被广泛应用于新能源领域,如太阳能光伏电池中的光致发光材料以及燃料电池、锂电池中的电极等。
  
  3、生物领域
  
  目前,具有抑制生物膜形成能力的材料在生物领域引起了人们极大的兴趣,制造“微生物惰性”表面近年来已经成为一个较为火热的研究方向。目前PLD技术在生物领域比较常见的应用,是制备具有抗菌性能和生物相容性的金属和金属氧化物涂层。
  
  PLD技术在生物领域除了制备抗菌涂层外,还在生物监测方面有所应用。
  
  4、超导领域
  
  超导材料的制备对PLD技术的发展和应用具有十分重要的推动作用,自1987年贝尔实验室利用PLD技术,制备具有高温超导特性的Y-Ba-Cu-O(YBCO)薄膜,脉冲激光沉积技术才开始受到关注并蓬勃发展。因此,PLD在超导材料制备领域具有悠久的历史并且应用十分广泛,至今研究还十分火热。
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