Formation of metastable zirconium oxides using pulsed laser deposition of ZrO based target

Abstract

Zájem o možnosti přípravy různých oxidů zirkonia z vědeckého i aplikačního hlediska roste. Laserová ablace pevného terče sestávajícího ze slinutých zrn kovového hexagonálního Zr3O a monoklinického ZrO2 vede k odpařování Zr, O částic (iontů, atomů) a následné depozice Zr-O filmu. Jako substráty byly použity Ta a Cu. Filmy byly analyzovány pomocí SEMEDX, Ramanovy a FTIR spektroskopie a rentgenové difrakce. SEM analýza odhalila kontinuálním povlak a kruhovité objekty o velikosti μm / sub-μm. Pomocí Ramanovy spektroskopie byly detekovány široké píky, které mohou naznačovat částečnou laserem indukovanou amorfizaci Zr-O depozitu. FTIR spektroskopie ukazuje pásy, které lze přiřadit vibracím Zr-O nanostrukturovaného oxidu zirkoničitého. Rentgenová difrakční analýza poskytuje jasnější přiřazení deponovaných fází, kde depozice na Ta vykazuje přítomnost monoklinické Zr02, rhombohedrické Zr03 s nedostatkem kyslíku a zajímavě ukazuje přítomnost vysokotlaké ortorombické fáze Zr02. Povlak na Cu sestává z monoklinické Zr02, rhombohedrické Zr30 a metastabilní tetragonální Zr02 fáze.