パルスレーザーデポジッションによるNd:BaTiO_3薄膜の作製と評価

脉冲激光沉积Nd:BaTiO_3薄膜的制备与评价

• 批准号: 08650053
• 负责人: 岡田 龍雄
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08650053/
• 关键词: レーザー; アブレーション; BaTiO_3; 光機能性薄膜; 蛍光; レーザー分光法

パルスレーザーデポジッション法(PLD)とは、高出力のレーザー光を固体表面に集光照射して表面を瞬時に気化し、気化により放出された原子・分子群を基板上に再凝縮させて結晶薄膜を作製する手法で、酸化物薄膜作製の有力な手法として注目されている。本研究では、光機能性結晶であるNd:BaTiO_3およびBaTiO_3をPLD法によりMgO基板上に作製し膜特性を評価した。まず、酸素雰囲気ガス圧および基板の温度をそれぞれ0-500mTorr,650-850℃の範囲で変化して種々の薄膜を作製した。これらの薄膜について光学特性、結晶性、表面形状、蛍光特性、光学非線形特性を中心に評価した。また、作製条件と膜特性との相関を調べるため、レーザー分光法による成膜中の原子・分子挙動のその場計測法を開発した。得られた主要な結果は以下の通りである。(1)いずれの膜も干渉性を示す透明な膜が得られた。屈折率はバルク結晶の値に近いものであった。(2)圧力が高いほど結晶性の良い膜が得られた、また格子定数は圧力とともに小さくなることが分かった。(3)圧力が10mTorrでは膜表面は平坦であるが、圧力が100mTorr以上では粒状成長であった。(4)Nd:BaTiO_3では波長1.06μm付近でNdのものと思われる蛍光が観測された。(5)成膜中のBa,Tl原子の挙動を可視化することが可能になった。

The method of making crystalline films by means of high-intensity light collection on the surface of a solid is known as PLD. In this study, we evaluated the properties of Nd:BaTiO_3 and BaTiO_3 films fabricated on MgO substrates by PLD. The temperature of the substrate is 0-500mTorr, and the temperature of the substrate is 650-850℃. The optical properties, crystallinity, surface shape, optical properties, and optical non-linear properties of these thin films are centrally evaluated. A method for measuring atomic and molecular motion in film formation was developed. The main result is the following: (1)The film is transparent and transparent. The refractive index is close to zero. (2)The pressure is high, the crystallinity is good, and the lattice number is low. (3)The pressure is 10mTorr, the film surface is flat, and the pressure is 100mTorr or more. (4)Nd:BaTiO_3: Nd ~(2 +): BaTiO_3: Nd ~(2 +): Nd ~(2 +(2 +): Nd ~(2 +): Nd ~( (5)It is possible to visualize the movement of Ba and Tl atoms in the film formation.

项目成果

Yoshiki NAKATA: "Laser Spectroscopic Studies of Plume Dynamics in Pulsed-Laser Deposition Process" Proc,ICHMT Symposium on Molecular and Micro-scale Heat Transfer in Material Processing. Vol.1. 321-331 (1996)

Yoshiki NAKATA：“脉冲激光沉积过程中羽流动力学的激光光谱研究”Proc，ICHMT 材料加工中分子和微尺度传热研讨会。

Tatsuo OKADA: "Second-Harmonic Generation and Flucrescence Palsed-Laser Deposited BaTiO_3 and Nd:BaTiO_3" Proc,Conference on Laser and Electro-Optics. 228-229 (1996)

Tatsuo OKADA：“二次谐波产生和荧光帕尔斯激光沉积 BaTiO_3 和 Nd:BaTiO_3”Proc，激光和电光会议。

Tatsuo OKADA: "Laser Spectroscopic Diagnostics of Laser-Ablation Processes Used for Tkin Film Deposition" Thermal Science &Engineering. 4・3. 27-33 (1996)

Tatsuo OKADA：“用于 Tkin 薄膜沉积的激光烧蚀过程的激光光谱诊断”热科学与工程 4・3（1996 年）。