Hogyan segít az atomi-erő mikroszkópia annak felderítésében, milyen módon épül bór-karbid réteg lézerrel keltett plazmából

Csákó Tamás
III. informatikus fizikus
Témavezető: Dr. Szörényi Tamás tudományos főmunkatárs
SZTE TTK Optikai és Kvantumelektronikai Tanszék

	A bór-karbid, B4C, vékonyréteg formában történő előállítása nem könnyű feladat. Az impulzuslézerrel keltett plazmából épített (PLD) rétegek kémiai összetétele jelentősen különbözik a target összetételétől. Az irodalomban általában B/C<4 értékeket emlegetnek. Egyik legutóbbi saját eredményünk, eléggé meglepő módon, ezekkel ellentétben: B/C>4! Dolgozatomban ennek a látszólagos ellentmondásnak a feloldásáról számolok be.
	A bór-karbid rétegeket B4C kerámia target vákuumban történő KrF excimer lézeres ablációjával állítottuk elő. A lézernyalábot 45°-os szügben fókuszáltuk a target felszínére. Az ablált terület 1,2 mm2 volt, míg az energiasűrűséget 2 és 14,3 Jcm-2 között változtattuk. Az impulzusszám*energiasűsűség szorzatot állandónak tartva 18020 nm-es rétegeket készítettünk.
	A pásztázó elektronmikroszkóp felvételek a filmek felületén nagy számú csepp jelenlétét mutatták ki. A target lézerrel megvilágított felületdarabjainak mikroanalízise azt bizonyította, hogy az ablált felszín bórban jelentősen feldúsult. Munkahipotézisünk ezek alapján az volt, hogy a rétegek térfogati kémiai összetételét megadó RBS mérések által szolgáltatott B/C>4 értékek oka az, hogy a target felszínéről bórban dús cseppek érik el a szubsztrátot, és épülnek bele a filmbe. Hipotézisünk ellenőrzésére XPS méréseket végeztünk, amelyek az RBS-sel meghatározottnál, sőt a sztöchiometrikus 4-nél is kisebb B/C arányt adtak. Ez az eredmény kvalitatív bizonyítékát adta hipotézisünk helyességének. A kép kvantitatívvá tétele érdekében AFM-mel meghatároztuk adott területen a cseppek térfogatát. A plazma alkotókból épült rész és a cseppek térfogatarányát kiszámolva, és ezt összevetve az XPS-sel meghatározott felszíni összetétellel és az RBS-ből származó összetétel-információval, konzisztens leírását adtuk a rétegépülés mechanizmusának.