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Bâti d'ablation laser -Dépôt Laser Pulsé (PLD)


Le principe de l’ablation laser consiste à irradier une cible d'un matériau donné (dans notre cas des oydes magnétiques) par un faisceau laser focalisé.

Au-dessus du seuil d’ablation des atomes, des électrons, des agglomérats et des amas sont éjectés de la surface et il apparaît un plasma qui a une très forte densité de particules et une température d’excitation élevée.
La fluence du laser (énergie par unité de surface) nécessaire pour produire le plasma dépend du matériau de la cible, de sa morphologie et de la longueur d’onde du laser. La puissance peut atteindre quelques dizaines, voir centaines de mégawatts .
Le plasma, qu’on appelle en général le panache (en anglais plume), est ensuite condensé sur un substrat chauffé à une température élevée pour assurer la cristallisation du matériau. La température de cristallisation d’une couche mince peut être considérablement réduite par rapport à celle du matériau massif.

Le laboratoire possède 2 bâti d'ablation laser pulsé dont le plus récent a vu le jour grâce au contrat régional SESAME (1998). Il offre la possibilité de réaliser une caractérisation dynamique in situ par ellipsométrie spectroscopique et par RHEED.

 

Réalisation : société Meca2000




Le premier bâti se caractérise par :
- Laser impulsionnel nano-seconde : excimère KrF (LAmbda Physik) - 650mJ / 248 nm
- Un groupe de pompage (turbo + ionique) permettant d'atteindre des vides de 10-10 mBar
- un chauffage du substrat jusqu'à 950°C
- une rotation et une translation de la cible pour une usure homogène de la cible
- un carroussel de 8 cibles pour fabriquer des multicouches
- une rotation du substrat pour un dépôt plus homogène
- un SAS d'introduction
- une enceinte double paroi avec refroidissement par eau
- une table de déplacement X,Y,Z et un tilt du substrat
- des moyens de caractérisation in situ (RHEED, ellipsométrie, spectrométrie d'émission)



Le second bâti se caractérise par :
- Laser impulsionnel nano-seconde : solide Nd:YAG (Spectra Physics) - 180mJ / 355 nm
- Un groupe de pompage (turbo) permettant d'atteindre des vides de 10-7 mBar
- un chauffage du substrat jusqu'à 900°C
- un scanner de déplacement du faisceau laser
- un SAS d'introduction avec chauffage halogène
- un carroussel de 4 cibles
 

 

 

 

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