El principio central del sistema de preparación de Epitaxia láser pulsado se basa en la interacción entre el láser y la materia y la deposición ordenada de películas. El sistema se compone principalmente de láseres de pulso, cavidad de vacío, objetivo, calentador de sustrato y módulo de monitoreo. Durante el trabajo, el láser pulsado de alta densidad energética (generalmente láser ultravioleta o ultravioleta profunda) se centra en la superficie del objetivo, calentando instantáneamente el objetivo localmente a miles de grados centígrados o incluso más, haciendo que los átomos, iones o moléculas del objetivo se estimulen y salgan de la superficie, formando una "pluma" de plasma que contiene una variedad de partículas. En un ambiente de vacío o en una atmósfera de gas específica, estas partículas de alta energía se mueven en línea recta hacia el sustrato monocristalino calentado, con la plantilla de celosía y las condiciones energéticas proporcionadas por el sustrato, dispuestas de manera ordenada de acuerdo con la estructura cristalina del sustrato, y finalmente se depositan para formar una película monocristalina que coincida con la celosía del sustrato. Durante todo el proceso, el ancho de pulso, la densidad de energía, la frecuencia de repetición del láser, así como la temperatura del sustrato, la presión de la cavidad y otros parámetros se pueden regular con precisión, lo que proporciona un espacio flexible para la optimización de la estructura y el rendimiento de la película.

En el crecimiento de películas monocristalinas, el sistema de preparación de Epitaxia láser pulsado muestra ventajas significativas. En primer lugar, el control de la composición es preciso. Las características de alta energía del láser pueden lograr la evaporación de casi todos los materiales sólidos, y la composición del objetivo se puede transferir completamente a la película, lo que evita eficazmente el problema de desviación de la composición que es fácil de aparecer en tecnologías como el chorro tradicional, especialmente adecuado para la preparación de películas monocristalinas de compuestos múltiples (como óxidos, nitruro, etc.), y garantiza la precisión de la relación Estequiometría de la película.

En segundo lugar, la calidad de cristalización es EXCELENTE. Las partículas en las plumas de plasma tienen una alta energía cinética, que puede obtener suficiente energía de difusión cuando se depositan en la superficie del sustrato, promover la disposición ordenada de los átomos y reducir los defectos de la red cristalina. Al mismo tiempo, el control preciso de la temperatura del sustrato y el diseño de emparejamiento de celosía hacen que la película forme una buena relación de Epitaxia con el sustrato, lo que mejora significativamente la integridad cristalina y las propiedades eléctricas y ópticas de la película monocristalina.

En tercer lugar, el proceso de crecimiento es controlable. Al ajustar los parámetros láser, la temperatura del sustrato y el entorno de la cavidad, se puede lograr un control preciso de la tasa de crecimiento y el espesor de la película, e incluso se puede preparar una superpelícula plana a nivel atómico. Además, la tecnología también apoya el Crecimiento epitaxial de heteroestructuras, lo que brinda la posibilidad de preparar nuevos dispositivos (como dispositivos superconductores de alta temperatura y dispositivos cuánticos).

En cuarto lugar, la compatibilidad es amplia. La Epitaxia láser pulsada se puede aplicar a objetivos y sustratos de varios materiales, ya sean metales, semiconductores o aislantes, que pueden preparar películas monocristalinas correspondientes a través de esta tecnología, y el daño al sustrato durante el crecimiento es menor, lo que amplía aún más sus escenarios de aplicación.