粒子ビーム・レーザー分光法による成膜プロセスの研究

レーザーアブレーションによる薄膜作製に関連して,アブレーションで生成した粒子が基板に付着する過程を研究するため新たな研究手法の開発を試みた。すなわち,高温超伝導体薄膜作製に関連してYBa_2Cu_3O_<7-x>をArFレーザーでアブレートして生成したBa原子ビームを基板に入射して,入射Ba粒子と基板で散乱されたBa粒子の振る舞いをレーザー誘起蛍光分光法で調べた。その結果,以下のことが明らかになった。(1)レーザーアブレーションで生成したBa原子ビームは,数eVと大きな運動エネルギーを持っている。(2)このビームをSi基板に入射したところ,入射粒子の一部は基板に付着することなく散乱される。(3)散乱された,粒子の空間分布はほぼ余弦角度分布則に従って散乱される。(4)散乱された粒子の速度は,入射粒子のそれに比べて約1/6に減速されており,入射粒子の持っていた運動エネルギーの大部分は基板へ付与されている。これにより,本研究の手法が粒子と基板との相互作用を研究するのに有力な手段となることが確認された。また,アブレートするターゲットを選択すれば各種のラジカルビームを発生できると考えられるので,広く他の粒子種にも適用できる一般的手法になると期待される。

レーザーアブレーションによる薄膜作製に関連して,アブレーションで生成した粒子が基板に付着する過程を研究するため新たな研究手法の開発を試みた。すなわち,高温超伝導体薄膜作製に関連してYBa_2Cu_3O_<7-x>をArFレーザーでアブレートして生成したBa原子ビームを基板に入射して,入射Ba粒子と基板で散乱されたBa粒子の振る舞いをレーザー誘起蛍光分光法で調べた。その結果,以下のことが明らかになった。(1)レーザーアブレーションで生成したBa原子ビームは,数eVと大きな運動エネルギーを持っている。(2)このビームをSi基板に入射したところ,入射粒子の一部は基板に付着することなく散乱される。(3)散乱された,粒子の空間分布はほぼ余弦角度分布則に従って散乱される。(4)散乱された粒子の速度は,入射粒子のそれに比べて約1/6に減速されており,入射粒子の持っていた運動エネルギーの大部分は基板へ付与されている。これにより,本研究の手法が粒子と基板との相互作用を研究するのに有力な手段となることが確認された。また,アブレートするターゲットを選択すれば各種のラジカルビームを発生できると考えられるので,広く他の粒子種にも適用できる一般的手法になると期待される。