超高真空脉冲激光沉积Au、U单层膜及Au/U/Au复合膜研究

采用超高真空脉冲激光沉积(PLD)方法,在单晶Si基底表面制备了单层Au、单层U薄膜和Au/U/Au复合薄膜,应用SEM、白光干涉轮廓分析和AES分析,研究了靶基距、基片温度和激光能量对薄膜形貌、成分的影响.目前的实验结果显示,PLD所制备的Au、U薄膜表面有μm级以下粒径的液滴产生,在液滴较少位置,薄膜表面粗糙度Ra小于1 nm,在包含大液滴位置,Ra不超过15 nm.在相同沉积条件下,U薄膜表面液滴数量大于Au薄膜.优化单层薄膜沉积工艺后制备的Au/U/Au复合膜厚度约为195 nm,均方根粗糙度Rq在0.3～1.5 nm之间.AES分析显示,Au/U/Au复合膜中强化学活性的铀呈金属状态,复合膜中的氧含量低于5％(原子百分数),表层Au薄膜对U薄膜起到了良好的防氧化作用.在沉积工艺中,通过减小激光功率、增大靶基距并适当升高基片温度,可减少液滴的数量及粒径.