本论文的研究对象为对固体的脉冲激光烧蚀(PulsedLaserAblation,PLA)产生的等离子体(简称PLA等离子体)和对气体的电子回旋共振(ElectronCyclotronResonance,ECR)微波放电产生的等离子体(简称ECR.等离子体),主要通过等离子体发射光谱的测量分析来研究这两类等离子体及它们之间的相互作用,了解其特性和时空演变规律,也为相关的一些技术应用提供参考。内容可分为两大部分:ECR放电氮等离子体和激光烧蚀铝靶产生的PLA铝等离子体及它们之间的相互作用;ECR放电氮等离子体和激光烧蚀B4C靶产生的PLA碳硼等离子体及它们之间的相互作用。　　 近年来,脉冲激光烧蚀在薄膜材料沉积、成分分析、材料加工处理等方面取得了成功的应用。例如,基于脉冲激光烧蚀的脉冲激光沉积(PulsedLaserDeposition,PLD)方法在制备半导体或绝缘薄膜、高温超导薄膜以及铁电、压电、磁光等各种特殊功能薄膜方面获得了直接而成功的应用。ECR微波放电可以在低工作气压下产生电离度高、纯度高的等离子体。在ECR微波放电和脉冲激光烧蚀共同作用下引发的等离子体兼具ECR等离子体和PLA等离子体的特点,其独特的性质使得它在薄膜制备上可以获得独到的效果。例如把ECR微波放电和脉冲激光烧蚀结合起来可以构成一种活性源辅助成膜方法—ECR等离子体辅助脉冲激光沉积(简称ECR-PLD),这一薄膜制备方法综合了ECR微波放电和脉冲激光沉积两种技术的特点,获得了许多成功的运用。本文针对ECR-PLD方法在制备A1N薄膜和BCN薄膜上的应用,运用光谱诊断法对两种等离子体的成分信息、时空演变等特性进行了研究,重点分析讨论了两种等离子体相互间的能量转移和激发过程,并就此对ECR-PLD方法制备高质量薄膜的可能机制作出探讨。　　 本小组在ECR氮等离子体中用激光烧蚀铝靶、以ECR氮等离子体辅助PLD方法成功制备了高质量的A1N薄膜.本文结合这一工作,通过测量分析PLA铝等离子体通过ECR氮等离子体时的光谱及两者的时空演变规律,比较真空、氮气和ECR放电氮等离子体中铝原子、各价态铝离子和N2+分子离子、N2分子光谱演变的异同,分析和探讨了这两种等离子体的相互激发作用,并对ECR-PLD方法制备高质量薄膜的可能机制作了探讨。观察发现:ECR氮等离子体的光谱中含有丰富的N2分子、N2+分子离子的谱线。真空时,PLA铝等离子体光谱中存在大量的A1原子和各价态A1离子的谱线。在时间飞行谱中,两者均呈现单峰特性,离子速度快于原子。充入氮气后,铝原子谱线强度变化不大,而铝离子谱线强度有所下降,单峰特性不变。ECR放电后,铝原子谱线强度增强而铝离子谱线强度变化不大,时间特性上铝离子谱线无变化而铝原子谱线出现双峰特性并且强度增强、持续时间变长。与此同时,背景气氛中的各成分也受到A1plume的影响:腔内充入氮气后,A1plume通过区域即观测到了具有和A1离子相似时空特性的N2+分子离子谱线;放电后,N2+分子离子谱线强度明显增强,时间飞行谱出现双峰,其中,第一个峰与A1离子的时空行为较接近,第二个峰则与A1原子第二个峰的时空行为有较好的相似度。上述现象说明,当A1plume通过背景气氛尤其是具有活性的ECR氮等离子体气氛时,两者间存在大量的能量交换作用,A1离子被复合而A1原子被激发;同时,背景气氛也因plume的碰撞作用而更具活性。我们认为,两种等离子体共存区域中有大量活性A1原子、A1离子和N2+分子离子、N2分子存在,这些活性成分可能是ECR-PLD方法成功制备高质量A1N薄膜的关键因素。　　 本文还对ECR-PLD方法制备BCN薄膜的过程进行分析,通过测量PLA碳硼等离子体通过ECR氮等离子体时的光谱及两者的时空演变规律,比较真空、氮气和ECR放电氮等离子体中碳、硼原子、各价态硼离子和N2+分子离子光谱演变的异同,我们发现ECR放电作用对碳硼plume的发光特性影响不明显,但PLA碳硼等离子体在氮气和ECR氮等离子体中激发出了N2+分子离子的光谱,两种情况下光谱强度相当但在ECR放电时N2+分子离子光谱的持续时间更长,这说明碳硼plume的存在使得ECR氮等离子体更具活性,这些活性成分使得气相过程中C、B更易与氮反应,这可能是ECR-PLD方法成功制备高质量BCN薄膜的原因。