以旋轉多金屬靶材結合脈衝雷射沉積,開發出低成本高熵合金薄膜

 

刊登日期:2025/9/10
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日本金澤大學與印度理工學院海德拉巴分校(IIT Hyderabad)、英國斯特拉斯克萊德大學(University of Strathclyde)合作,利用由多塊純金屬片組成的獨創旋轉靶材,結合脈衝雷射沉積法(PLD),成功開發了一項無需高價合金靶材,即可在各類材料表面形成高性能高熵合金薄膜的新技術。
 
研究團隊聚焦於脈衝雷射沉積法,並構思出無須仰賴高價合金靶材的全新成膜方法。具體而言,研究團隊以構成典型高熵合金「坎特合金(Cantor alloy)」的5種純金屬(鉻、錳、鐵、鈷、鎳)扇形板排列組合成圓盤狀,設計出一款獨特的「旋轉式多重靶材」。
 
在旋轉靶材的同時進行脈衝雷射照射,產生的多種金屬原子被擊出並到達基板,彼此複雜混合,形成高熵合金薄膜。實驗中已成功在玻璃、鋁、鋼鐵等多種基板上沉積出厚度達數百奈米的薄膜。透過更進一步的斷面分析顯示,薄膜不僅僅是堆積在基板表面,而是透過雷射加速的原子「植入效應(Implantation)」打入基板內部形成。
 
此外,藉由調整成膜腔內的氣體壓力,可以控制原子的動能,進而精準調整薄膜形成的深度與厚度。此項技術能以低成本、簡便工序製作出與基板緊密結合的高附著性機能性薄膜,為未來材料開發開啟了新的可能性。由於不受基板種類限制,亦適用於各種材料表面的改質。研究團隊也指出,透過調整靶材金屬的種類與組合,將可望創造出具備更多樣化機能的客製化合金薄膜。

資料來源: https://optronics-media.com/news/20250718/101728/
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