[发明专利]强磁场下脉冲激光沉积薄膜制备系统

权利要求书

1.一种强磁场下脉冲激光沉积薄膜制备系统，包括真空室和高真空机组，真空室内的真空度由所述的高真空机组控制，真空室上有石英玻璃窗口，所述的真空室中安装靶台和基片台，控制电源控制基片台加热，一准分子脉冲激光器放置在所述的真空室外，其产生的脉冲激光经过一聚焦透镜和一反射镜后，经过所述的石英玻璃窗口照射到靶材上，其特征在于：所述的真空室放在一超导磁体镗孔内，所述的基片台置于磁场中心区域，所述的靶台有三个靶位，靶台位置可升降和靶位转换，靶台的自转由位于真空室外侧的步进电机控制，所述的聚焦透镜和反射镜的位置随着靶台位置的变动而相应的调动。

2.根据权利要求1所述的强磁场下脉冲激光沉积薄膜制备系统，其特征在于：所述的超导磁体为短腔卧式无液氦电制冷超导磁体，磁场强度0到15特斯拉，磁场均匀度±0.1% (1cm DSV) 、±4% (Φ5cm ×10cm圆柱)，磁体镗孔孔径（室温孔径）Φ200mm，腔长约650mm；所述的准分子脉冲激光器波长248nm，脉冲能量400mJ，平均功率6W，最大频率20Hz，脉冲宽度20ns。

3.根据权利要求1所述的强磁场下脉冲激光沉积薄膜制备系统，其特征在于：所述的靶台的升降和靶位转换可以采用金属波纹管直接转轴方式实现；靶台与所述的基片台的距离为70mm到30mm之间可调。

4.根据权利要求1所述的强磁场下脉冲激光沉积薄膜制备系统，其特征在于：所述的靶台上设置了遮光罩；所述的真空室及其内部各部件材料均采用无磁材料；所述的真空室采取水冷夹套进行隔热防护；靶台和基片台转轴真空密封部分均设置水冷却机构。

5.根据权利要求1所述的强磁场下脉冲激光沉积薄膜制备系统，其特征在于：所述的靶台和基片台附近相向设置两路光纤摄像头，摄像信号通过计算机进行监控。

6.一种强磁场下脉冲激光沉积薄膜制备系统，包括真空室和高真空机组，真空室内的真空度由所述的高真空机组控制，真空室上有石英玻璃窗口，所述的真空室中安装靶台和基片台，控制电源控制基片台加热，一准分子脉冲激光器放置在所述的真空室外，其产生的脉冲激光经过一聚焦透镜和一位置可调反射镜后，经过所述的石英玻璃窗口照射到靶材上，其特征在于：所述的真空室放在一超导磁体镗孔内，所述的靶台和基片台分别由连体的水平取向和竖直取向部分构成的两套互相垂直的靶台和基片台构成，基片台的竖直取向部分、水平取向部分的上表面分别设有基片位，基片台竖直取向部分的下方一侧固定一腔内反射镜，靶台位置可升降调节与自转，靶台的自转由位于真空室外的步进电机控制，靶台的水平取向部分下表面、靶台的竖直取向内表面分别设有靶位，所述的靶台和基片台的竖直取向部分可调节至相向对准；有膜面垂直磁场方向和平行磁场方向两种薄膜沉积模式：所述的脉冲激光经过石英玻璃窗口后入射到基片台上的腔内反射镜上，后被反射到靶台水平取向部分上的靶材上，即为膜面垂直磁场方向的薄膜沉积模式；将靶台位置下移，靶台竖直取向部分与基片台竖直取向部分相向对准，微调腔外反射镜和聚焦透镜的位置，使经过石英玻璃窗口后的脉冲激光直接照射到靶台竖直取向部分上的靶材上，即为膜面平行磁场方向的薄膜沉积模式。

7.根据权利要求6所述的强磁场下脉冲激光沉积薄膜制备系统，其特征在于：所述的超导磁体为长腔立式液氦制冷超导磁体，磁场强度0到15特斯拉，磁场均匀度± 0.1% (1cm DSV)、±4% (Φ5cm ×10cm圆柱)，磁体镗孔孔径（室温孔径）Φ200mm，腔长约1500mm；所述的准分子脉冲激光器波长248nm，脉冲能量400mJ，平均功率6W，最大频率20Hz，脉冲宽度20ns。

8.根据权利要求6所述的强磁场下脉冲激光沉积薄膜制备系统，其特征在于：在膜面垂直磁场方向的薄膜沉积模式时靶台水平取向部分和基片台水平取向部分之间的距离为30到70mm范围可调；在膜面平行磁场方向的薄膜沉积模式时靶台垂直取向部分与基片台垂直取向部分之间的距离固定，约为50mm。

9.根据权利要求6所述的强磁场下脉冲激光沉积薄膜制备系统，其特征在于：所述的真空室内设置有遮挡板；所述的靶台的水平取向部分和基片台的水平取向部分附近相向设置两路光纤摄像头，光纤摄像头采集的信号通过计算机控制。