血增强原子层沉积Al2O3/HfO2/SiO2和HfO2/Al2试验层的比较研究,用于紫外线激光应用
Zesheng Lin1,2, Chen Song1, Tianbao Liu1,2
1Laboratory of Thin Film Optics, Key Laboratory of Materials for High Power Laser, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China.
ACS applied materials & interfaces
|June 5, 2024
概括
优化等离子体增强原子层沉积的氧化 (Al2O3) 薄膜可减少缺陷并提高激光诱导损伤值 (LIDT). Al2O3 / 氧化 (HfO2) / 二氧化 (SiO2) 三层结构显著增强LIDT用于高功率激光应用.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 光学是什么?光学是什么?光学是什么?
- 薄膜技术 薄膜技术
背景情况:
- 结合氧化 (Al2O3) 和氧化 (HfO2) 的高性能薄膜对于下一代高功率激光系统至关重要.
- 培养低缺陷的等离子增强原子层沉积 (PEALD) Al2O3并将其与HfO2和二氧化 (SiO2) 集成到激光应用中存在挑战,特别是在接口缺陷方面.
研究的目的:
- 为了研究基于Al2O3的薄膜中的基底层和层层接口缺陷.
- 了解这些缺陷对激光诱导损伤值 (LIDT) 的影响.
- 为高功率激光应用优化PEALD Al2O3沉积,并比较不同的三层反射 (AR) 结构.
主要方法:
- 电容电压 (C-V) 测量用于分析单层,双层和三层薄膜的接口缺陷.
- 优化PEALD Al2O3沉积参数,包括温度,前体暴露和血氧气暴露时间.
- 准备和对两个三层AR结构进行比较分析:Al2O3/HfO2/SiO2和HfO2/Al2O3/SiO2.
主要成果:
- 对Al2O3薄膜的优化沉积参数导致缺陷密度低,LIDT高.
- 与HfO2/Al2O3/HfO2/SiO2.2相比,Al2O3/HfO2/SiO2三层结构显示出较低的接口缺陷密度和更好的接口粘合.
- 优化的Al2O3 / HfO2 / SiO2结构实现了LIDT的约2.8倍增加.
结论:
- 控制沉积参数是最小化PEALD Al2O3薄膜接口缺陷的关键.
- 由于缺陷减少和LIDT增强,Al2O3/HfO2/SiO2三层结构在高功率激光应用中优越.
- 这些发现为设计和制造用于激光系统的先进薄膜光学提供了宝贵的指导.
