実験装置 > 薄膜作製装置

　吉本・松田グループでは薄膜作製にパルスレーザ堆積(PLD; pulsed laser deposition)法を採用しており、3台のPLD装置を使用して薄膜試料を作製しています。 吉本研究室で使用するPLD装置の概略一例を右図に示します。
PLD法で薄膜を堆積するときの、大まかな流れは次のようです。

1. 短波長・短パルス幅のエキシマレーザ⁽¹⁾を集光レンズ⁽²⁾を通して真空チャンバ⁽³⁾内部に入射します
2. 真空チャンバ内に設置された原料ターゲット⁽⁴⁾表面に集光照射し、レーザアブレーション現象を起こします
   レーザアブレーションとは、光–熱的過程や光–電子的な過程を介して、ターゲット表層近傍の原子を爆発的に剥離・放出させる過程です
3. アブレーションによりプルーム⁽⁵⁾が生じ、対向位置の基板⁽⁶⁾上に薄膜を堆積させます

また一般的なPLD法、およびPLD装置の特徴としては以下のことが挙げられます。

• 薄膜堆積は、真空チャンバをロータリーポンプやターボ分子ポンプ⁽⁷⁾によって、10⁻⁵–10⁻⁹の高–超高真空に引いて行います
• 従って、アブレーションされた原料が基板に到達するまでの平均自由工程が100m–100kmと長く、薄膜と原料との組成ずれを比較的小さく抑えることできます
• 薄膜堆積中は、様々な雰囲気ガス⁽⁸⁾を導入したり、基板をヒータ⁽⁹⁾で加熱することにより、組成や結晶性を変化させることが可能です
• 成膜中にはRHEEDなど様々なin-situ(その場)観察⁽¹⁰⁾を行います