search query: @keyword laser ablation / total: 4
reference: 2 / 4
Author: | Kekkonen, Ville |
Title: | Application of Diffractive Beam Shaping to Pulsed Laser Deposition: Preparation of Ni-Mn-Ga Thin Films |
Diffraktiivisen säteenmuokkauksen soveltaminen laserablaatiomenetelmään: Ni-Mn-Ga-ohutkalvojen valmistus | |
Publication type: | Master's thesis |
Publication year: | 2007 |
Pages: | 60 Language: eng |
Department/School: | Teknillisen fysiikan ja matematiikan osasto |
Main subject: | Optiikka ja molekyylimateriaalit (Tfy-125) |
Supervisor: | Kaivola, Matti |
Instructor: | Hakola, Antti ; Kajava, Timo |
OEVS: | Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning CentreIn the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network. The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/ You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.
Logging on to the customer computers
Opening a thesis
Reading the thesis
Printing the thesis
|
Location: | P1 Ark TF80 | Archive |
Keywords: | laser ablation PLD diffractive beam shaping Ni-Mn-Ga laserablaatio PLD diffraktiivinen säteenmuokkaus Ni-Mn-Ga |
Abstract (fin): | Laserablaatiomenetelmä (PLD - Pulsed Laser Deposition) on tehokas tapa valmistaa ohutkalvoja erityyppisistä materiaaleista. Tässä menetelmässä suuritehoiset laserpulssit vuorovaikuttavat kohtiomateriaalin pintakerroksen kanssa, ja riittävän suuri lasersäteen energiatiheys saa aikaan hiukkasten irtoamisen pinnasta. Irronneet hiukkaset kerääntyvät kohtiota vastapäätä olevalle kasvatusalustalle. Stoikiometrian säilyminen kasvatusprosessissa edellyttää, että laserpulsseilla on homogeeninen ja jyrkkäreunainen intensiteettijakauma. PLD-sovelluksissa tyypillisten eksimeerilaserien säteellä ei kuitenkaan yleensä ole tällaista "flat-top"-tyyppistä poikkileikkausta. Lisäksi jakauman muoto voi vaihdella pulssista toiseen. Tämän vuoksi tarvitaan lasersäteen muokkausta ja homogenisointia. Tämän työn tarkoituksena on liittää diffraktiivisiin hiloihin perustuva säteenmuokkausjärjestelmä TKK:n laserlaboratorion PLD-laitteistoon ja osoittaa sen toimivuus ohutkalvojen kasvatuksessa. Työssä käytettävät diffraktiiviset elementit on suunniteltu muuttamaan lasersäde 1,5x4,5 mm2:n kokoiseksi "flat-top" jakaumaksi polttoväliltään 500 mm:n linssin polttotasossa. Menetelmän toimivuus on osoitettu käytännössä aikaisemmissa kokeissa. Ferromagneettinen muistimetalliyhdiste Ni-Mn-Ga valittiin ohutkalvomateriaaliksi tämän työn kokeisiin, koska tutkimusryhmällämme on aiempaa kokemusta Ni-Mn-Ga-kalvojen kasvattamisesta ja karakterisoinnista. Muistimetallimateriaalit pystyvät muuttamaan palautuvasti kokoaan ja muotoaan jopa 10 % ulkoisessa magneettikentässä. Tämä mahdollistaa uudentyyppisten toimilaitteiden ja anturien toteuttamisen. Diffraktiivisten elementtien tuottama jakauma optimoitiin ennen kuin tutkittua säteenmuokkausmenetelmää sovellettiin käytännössä. Ni-Mn-Ga-ohutkalvoja, joista osaan seostettiin rautaa, kasvatettiin Si-, Al2O3-ja MgO-kasvatusalustoille, mutta vain Al2O3:11e kasvatetut kalvot olivat ferromagneettisia. Lasersäteen pieni energiatiheys kohtion pinnalla selittää osaltaan ferromagneettisuuden puuttumisen näytteistä. Pulssienergiaa ei kuitenkaan voitu suurentaa, koska muuten diffraktiiviset elementit olisivat saattaneet vahingoittua. Tämän vuoksi kehitettiin ja kokeiltiin menetelmiä lasersäteen poikkipinta-alan pienentämiseksi kohtion pinnalla siten, että energiatiheydeksi saataisiin 2,5-3 J/ cm2. Yhtä menetelmistä käytettiin osassa ohutkalvokasvatuksia. Työ osoittaa, että diffraktiivinen säteenmuokkaus voidaan yhdistää PLD-menetelmään. Tutkitulla menetelmällä aikaansaaduilla laserpulsseilla on hyvin määritelty energiatiheys,ja useimpiin PLD-sovelluksiin riittävä energiatiheys (3 J/ cm2) on mahdollista saavuttaa. Lisäksi energiahäviöt ovat merkittävästi pienemmät kuin aikaisemmalla säteenmuokkausjärjestelyllä. |
ED: | 2007-10-11 |
INSSI record number: 34694
+ add basket
INSSI