激光在化学中的应用.doc

荿激光在化学中的应用肇激光(LASER)是上纪60年代发明的一种光源,是一种崭新的光源,是由激光器产生的“种光”,激光有很多特性:首先,激光是单色的,或者说是单频的,有一些激光器可以同时产生不同频率的激光,但是这些激光是互相隔离的,使用时也是分开的;其次,激光是相干光的特征,其所有的光波都是同步的,整束光就好像一个“波列”;再次,激光是高度集中的,也就是说它要走很长的一段距离才会出现分散或者收敛的现象,它的亮度最高,具有相当大的能量。近年来激光在化学中的应用也越来越广泛,随着各类激光器的研制与发展,激光化学的基础与应用研究正在向实用化纵深发展。接下来就从以下几个方面介绍激光在化学中的一些应用。羃一、激光化学气相沉积法蚀激光化学气相沉积法(LaserChemicalVapourDeposition)(LCVD)是在真空室内放置基体,通入反应原料气体,在激光束作用下与基体表面及其附近的气体发生化学反应,在基体表面形成沉积薄膜。他具有以下几个优点:1、沉积温度低对于大多数材料可在500℃以下,甚至室温即可沉积成膜。对温度敏感的基体材料,如聚合物、陶瓷、化合物半导体等,若用常规CVD可能发生熔化、开裂或分解。激光化学气相沉积由于基体温度低,减少了因温升引起的变形、应力、开裂、扩散和夹杂等弊病,在不高的沉积温度下,就可得到高质量的薄膜和较高的沉积速度;2、局部选区精细定域沉积聚焦激光束在计算机控制下能准确选区定域沉积,获得直径在微米级的点和宽度在微米级的线沉积,适宜于在微电子和微机械制造中应用;3、不需掩膜沉积此种沉积方式提高了激光能量利用率,可以采用直写方式沉积出设计的图案,凡激光光斑扫描过的轨迹上都形成沉积薄膜。该工艺适应性强,方便样机快速改型,制造形状不规则的零件,以及微电子器件的维修等;4、膜层纯度高,夹杂少,质量高。5、可用作成膜的材料范围广,几乎任何材料都可进行沉积。衿二、激光热处理袈激光热处理是20世纪7O年代以后迅速发展起来的一种高新技术,它是利用激光高能量密度的特点,把激光束作为热源对材料表面进行局部快速加热,实现相变硬化、表面改性处理等的理想工具。已有报道将激光用于高温陶瓷等的制备。由于激光与坯体无接触,没有外来污染,能瞬间达到高温,适合对高熔点的材料进行合成。同时,在烧结合成过程中,激光束能量密度高,合成速度快,有可能产生与一般加热处理不同的效果。然而激光热处理在催化剂的制备方面的应用却是一个新的研究方向。在催化剂制备中激光热处理方法可以代替高温焙烧处理催化剂前驱体,制备时间大大缩短,且干扰因素很少,是一种有一定优势的处理方法。但激光处理过大的功率、过慢的扫描速度会使催化剂晶粒增大、晶型过于完整,对催化剂活性不利。如果条件掌握适宜,与高温焙烧催化剂相比,激光处理得到的催化剂晶粒更小,晶相中易保留出现夹杂相,产生更多晶格缺陷,有利于活性的提高。羅三、激光诱导腐蚀肂激光诱导腐蚀是近年来发展起来的一种新的半导体器件微细加工技术,在半导体光器件、集成光学和集成电路的制备中应用日益广泛。与激光诱导气相腐蚀相比,激光诱导液相腐蚀因为其工艺条件更加容易实现,操作更加简单而日益成为国内外研究的重点。一般的化学腐蚀方法只能依靠晶体解理面走向进行腐蚀,不能有效地按照需要控制腐蚀的形状。用常规的激光聚焦化学腐蚀方法制作具有一定深度的腐蚀孔,开始时激光光斑和腐蚀