Excimer lézerekkel keltett plazma vizsgálata és alkalmazása különleges vékonyrétegek és mikrostruktúrák előállítására = Investigation of excimer laser induced plasma and application for deposition of special thin films and microstructures

摘要

Az OTKA pályázatunk során impulzuslézeres vékonyréteg építéssel jó minőségű wolfram, wolfram-nitrid, bór-karbid, gyémántszerű-szén, hidrogénezett amorf szén, szilícium karbid, amorf szilícium, teflon, biológiailag aktív polihidroxi-butirát, pepszin és ureáz vékonyrétegeket állítottunk elő. A rétegek összetételét és szerkezetét meghatározó lézeres plazmakeltés folyamatait in situ optikai mérésekkel és főleg a rétegek mikroszkópiai és spektroszkópiai vizsgálatával tanulmányoztuk. Kísérleteinkkel megvizsgáltuk majd értelmeztük az ultrarövid és rövid lézerimpulzusok teljesítménysűrűségének az ablációra és a rétegépítésre gyakorolt hatását. Értelmeztük az inert és reaktív gázban történő lézeres vékonyréteg építést, és változatos összetételű illetve szerkezetű amorf, mikrokristályos és nanorészecskékből álló rétegeket hoztunk létre. Préselt és fagyasztott céltárgyakból ultrarövid lézerimpulzusokkal és mátrixszal elősegített lézerdeszorpciós ionizációval bioszenzorikai alkalmazások céljára is alkalmas, biológiai funkciójukat megtartó rétegeket hoztunk létre. | In the frame of the OTKA project we deposited good quality tungsten, tungsten-nitride, boron-carbide, diamond-like carbon, hydrogenated amorphous carbon, silicon carbide, amorphous silicon, Teflon, biologically active polyhydroxyl-butyrate, pepsin and urease thin films. We studied the processes of plasma formation that determine the composition and structure of the films with in-situ optical measurements and mainly with the microscopic and spectroscopic investigations of the deposited films. We investigated and interpreted the influence of the power density of short and ultra short laser pulses on the ablation and film formation. We explored the thin film deposition in inert and reactive atmospheres, and produced films of various compositions: amorphous, microcrystalline and nanostructured layers. We also deposited thin films with biological functionality suitable for biosensor purposes from pressed and frozen targets with ultrashort laser pulses and with matrix assisted laser desorption ionization.