脈沖激光沉積制備高性能薄膜的應用熱點

　　近年來，由于脈沖激光技術的發展日趨成熟，脈沖激光沉積（PLD）在薄膜制備領域的應用已經成為研究的熱點。

　　

　　由于脈沖激光具有高能量峰值以及短脈寬，燒蝕靶材時會濺射出大量復雜的微納粒子形成等離子體，等離子體在真空或背景氣體中經過定向膨脹后到達基底，在基底上形成產物，因此利用PLD技術可以在基底上沉積特定成分和微納結構的薄膜。

　　

　　脈沖激光沉積技術能夠制備類型廣泛且性能優異的功能薄膜，因此目前被廣泛地應用到光電、新能源、生物、超導、電子封裝、催化、傳感等領域。

　　

　　1、光電領域

　　

　　近年來，PLD制備二維薄膜在光電領域的研究十分火熱，展現出良好的應用前景。如應用于高速寬帶光電二極管的多層MoTe2/Si2D-3D垂直異質結、厘米級高質量Mo0.5W0.5S2薄膜、柔性二維Bi2Te3SnS-Bi2Te3光電探測器、晶圓級高質量的二維InSe薄膜、摻鎵氧化鋅(GZO)透明導電薄膜等，推動了高性能光電探測器和光電器件的發展。

　　

　　2、新能源領域

　　

　　能源問題是目前人類面臨的重要挑戰人類亟待探索和開發新能源的獲取和利用方式。脈沖激光沉積技術由于能夠制備能源器件中所需的高性能功能薄膜而被廣泛應用于新能源領域，如太陽能光伏電池中的光致發光材料以及燃料電池、鋰電池中的電極等。

　　

　　3、生物領域

　　

　　目前，具有抑制生物膜形成能力的材料在生物領域引起了人們極大的興趣，制造“微生物惰性”表面近年來已經成為一個較為火熱的研究方向。目前PLD技術在生物領域比較常見的應用，是制備具有抗菌性能和生物相容性的金屬和金屬氧化物涂層。

　　

　　PLD技術在生物領域除了制備抗菌涂層外，還在生物監測方面有所應用。

　　

　　4、超導領域

　　

　　超導材料的制備對PLD技術的發展和應用具有十分重要的推動作用，自1987年貝爾實驗室利用PLD技術，制備具有高溫超導特性的Y-Ba-Cu-O(YBCO)薄膜，脈沖激光沉積技術才開始受到關注并蓬勃發展。因此，PLD在超導材料制備領域具有悠久的歷史并且應用十分廣泛，至今研究還十分火熱。