Diamonex gyémántszerű szén (DLC) vastagrétegek strukturálása KrF excimer lézerrel

Danyi Róbert
IV. alkalmazott fizikus
Témavezető: Dr. Szörényi Tamás tudományos főmunkatárs
SZTE TTK Optikai és Kvantumelektronikai Tanszék

A Morgan Advanced Ceramics Inc. Diamonex Diviziója EVERSCANTM márkanevű, egyébként vonalkód-leolvasó ablakként kereskedelmi forgalomban kapható, üveghordozóra növesztett gyémántszerű szén (DLC) rétegeinek ablációs karakterisztikáit határoztuk meg 248 nm-en. A 6 μm vastag réteget KrF lézer 22 ns-os, 0-7 Jcm-2 energiasűrűségű impulzusaival abláltuk vákuumban (10-1 Pa), illetve argon és oxigén atmoszférában, normál légköri nyomáson (105 Pa). Az ablációs mélység szigorúan lineáris összefüggést mutatott az impulzusok számával, függetlenül az alkalmazott energiasűrűségtől és az atmoszférától. 0,13 Jcm-2-es ablációs küszöböt határoztunk meg, függetlenül az aktuális atmoszférától. A különböző atmoszférákban végzett kísérletek során az impulzusszámra normált ablációs mélységként definiált anyageltávolítási (ablációs) sebességek 1 Jcm-2 energiasűrűség felett a megengedett hiba értékén belül megegyeztek. Ezt az egybeesést 0,5 és 1 Jcm-2 között csak oxigén és argon környezetben tapasztaltuk, a vákuumban végzett kísérlet során ezeknél jelentősen nagyobb sebességértékeket számoltunk. Az anyageltávolítás sebessége 1 Jcm-2 energiasűrűség felett meghaladta a 100 nm/impulzus értéket, ami, ha arra gondolunk, hogy egy excimer lézerrel könnyen elérhetünk néhányszor 10 Hz-es ismétlési frekvenciát, azt jelenti, hogy a teljes réteget néhány másodperc alatt el tudjuk távolítani az üveghordozóról. Az excimer lézeres felületmintázás tehát különösen hatékony technika ebben az esetben. Az argon és az oxigén atmoszférában kapott azonos karakterisztikákból arra következtettünk, hogy az anyageltávolítás mechanizmusa fizikai, ebben kémiai effektusok nem játszanak szerepet.