Wpływ długości fali promieniowania laserowego na strukturę i własności cienkich warstw Bi2O3 wytwarzanych techniką PLD

• Autorzy: Kąc S. , Cieniek Ł.

Warianty tytułu

EN

Influence of laser radiation wavelenght on structure and properties of Bi2O3 thin layers deposited by PLD technique

• Konferencja: Inżynieria Powierzchni, INPO 2008 ( VII; 02-05.12.2008; Wisła-Jawornik, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W niniejszej pracy zaprezentowano wyniki badań nad warstwami wierzchnimi z Bi2O3, wytworzonymi techniką ablacji laserowej. Eksperyment przeprowadzono przy różnych parametrach procesu PLD, takich jak energia wiązki i długość fali promieniowania laserowego. Wnikliwej analizie poddano strukturę, skład chemiczny, skład fazowy oraz morfologię wytworzonych warstw tlenkowych, z wykorzystaniem takich technik badawczych, jak: skaningowa mikroskopia elektronowa, mikroskopia sił atomowych, spektroskopia EDS oraz rentgenowska analiza fazowa. W ramach badań przeprowadzono również pomiary grubości, nanotwardości i adhezji warstw Bi2O3 do podłoża. Uzyskane w ten sposób wyniki pozwalają stwierdzić, że możliwe jest przeniesienie materiału z tarczy na odpowiednio przygotowaną powierzchnię z zachowaniem składu stechiometrycznego. Określono również szybkość osadzania warstw (7÷15 nm/min) w zależności od gęstości energii wiązki laserowej. Analiza otrzymanych wyników pozwala ocenić wpływ parametrów procesu PLD (energii i długości fali promieniowania laserowego, ciśnienia tlenu w komorze) na skład chemiczny, morfologię i własności wytworzonych warstw Bi2O3.

EN

In this paper the results of the investigations of Bi2O3 surface layers deposited by PLD technique are presented. The study was carried out using different parameters of process, like: variable laser beam energy and laser radiation wavelength. The structure, chemical composition, phase composition and morphology of obtained surface layers was examined by different techniques: SEM, EDS, XRD and AFM. In the frames of the investigations the thickness measurements, the nanohardness and adhesion tests of Bi2O3 layers was performed (nanohardness and scratchtester). The studies indicate that it is possible to carry stoichiometric composition of pure and doped Bi2O3 alloy from target to substrate. The investigations show, that the rate of deposition vary from 7 nm/min to 15 nm/min depending on laser beam energy density. The laser energy, laser radiation wavelength and the oxygen pressure in the vacuum chamber during deposition by PLD process influence strongly the chemical composition, morphology and properties of obtained Bi2O3 films.

Słowa kluczowe

PL

warstwy Bi2O3; proces PLD; struktura warstw; energia wiązki; długość fali promieniowania laserowego

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 29, nr 6
• Strony: 568--571
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kąc S.

autor

Cieniek Ł.

• Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, Katedra Inżynierii Powierzchni i Analiz Materiałów,

Bibliografia

• [1] Mehring M.: From molecules to bismuth oxide-based materials: Potential homo- and heterometallic precursors and model compounds. Coordination, Chemistry Reviews, Volume 251 (2007) 974-1006.
• [2] Fruth V. et al.: Deposition and characterization of bismuth oxide thin films, J. Europ. Cer. Soc. 25 (2005) 2171-2174.
• [3] Leonite L. et al.: On the optical properties of bismuth oxide thin films prepared by pulsed laser deposition. Surf. Sci. 507 (2002) 480-485.
• [4] Medvedeva N. I. et al.: Electronic structure and chemical bonding In δ-Bi2O3, J. Phys. Chem. Solids 57 9 (1996) 1243-1250.
• [5] Shimanoe K. et al.: Bismuth oxide thin film as new electrochromic material, Solid State Ionics 113-115 (2007) 415-419.