薄膜材料科学与技术(刘仲武 )

**章绪论**节薄膜的定义 2第二节薄膜的特点与结构 3一、薄膜材料的表面效应 3二、薄膜材料的纳米效应 4三、薄膜材料的应力 5四、薄膜的结构 6五、薄膜中的缺陷 8六、薄膜的异常结构、非理想化学计量比和伪合金 10第三节薄膜制备方法 10第四节薄膜材料的应用 12本章小结 13思考题 14参考文献 14**章绪论**节薄膜的定义 2第二节薄膜的特点与结构 3一、薄膜材料的表面效应 3二、薄膜材料的纳米效应 4三、薄膜材料的应力 5四、薄膜的结构 6五、薄膜中的缺陷 8六、薄膜的异常结构、非理想化学计量比和伪合金 10第三节薄膜制备方法 10第四节薄膜材料的应用 12本章小结 13思考题 14参考文献 14 第二章薄膜制备技术基础**节真空的基本概念 15一、真空的描述 15二、气体的吸附与脱附 16第二节抽真空与真空泵 18一、真空泵的分类与选择 18二、真空泵的基本参数 20三、真空泵的类型 20第三节气体分子的运动和气体的流动 28一、气体分子的平均自由程 28二、气体与表面的碰撞 29三、气体的流动状态 31四、抽气和抽气方程 32第四节真空的测量 33一、真空计的分类 34二、热传导真空计 35三、电离真空计 37第五节等离子体技术基础 38一、等离子体基本概念 38二、等离子体的基本参量 39三、等离子体的分类 42四、等离子体的产生 43五、等离子体的应用 47第六节薄膜液相沉积基础 48一、液相法制备薄膜材料 48二、相变过程热力学 49三、晶核形成条件 50四、相变过程动力学 51本章小结 53思考题 54参考文献 54 第三章薄膜制备的液相方法**节电镀 55一、电镀的基本原理 55二、电镀的工艺参数 56三、电镀制备薄膜的应用 57第二节化学镀 58一、化学镀的基本原理 58二、化学镀的工艺参数 62三、化学镀制备薄膜的应用 64第三节阳极氧化 64一、阳极氧化的基本原理 64二、阳极氧化的工艺参数 66三、阳极氧化制备薄膜的应用 67第四节电泳 68一、电泳的基本原理 68二、电泳的工艺参数 69三、电泳制备薄膜的应用 70第五节溶胶凝胶法 71一、溶胶凝胶法的基本过程 71二、溶胶凝胶法的基本原理 72三、溶胶凝胶法的工艺参数 73四、溶胶凝胶法制备薄膜的应用 75第六节喷雾热解法 75一、喷雾热解法的基本过程 75二、喷雾热解法的基本原理 76三、喷雾热解法的工艺参数 78四、喷雾热解法制备薄膜的应用 79本章小结 80思考题 81参考文献 81 第四章薄膜物理气相沉积技术**节物理气相沉积简介 83一、物理气相沉积的基本过程与分类 83二、物理气相沉积的特点 84三、物理气相沉积技术的应用 84第二节真空蒸发沉积技术 85一、真空蒸发沉积的物理原理 85二、不同的真空蒸发沉积技术 91第三节溅射沉积技术 97一、溅射沉积基本原理 98二、不同的溅射沉积技术 103三、蒸发沉积和溅射沉积方法的比较 111第四节离子束辅助物理气相沉积技术 111一、离子束溅射 112二、离子束沉积 112三、离子镀 113四、阴极电弧等离子体沉积 120五、离子束辅助沉积 121本章小结 125思考题 126参考文献 126 第五章薄膜的热氧化与化学气相沉积技术**节热氧化生长 128一、热氧化生长制备SiO2薄膜 128二、热氧化生长制备Bi2O3薄膜 130三、热氧化生长制备氧化物纳米结构 130第二节化学气相沉积技术基础 131一、化学气相沉积基本要求 131二、化学气相沉积基本过程 132三、物质源 133四、化学气相沉积反应类型 134五、化学气相沉积装置 137六、化学气相沉积膜层质量的主要影响因素 139七、化学气相沉积的特点与应用 141第三节常见的化学气相沉积技术 142一、化学气相沉积技术分类 143二、以反应室压力分类的化学气相沉积技术 144三、以反应温度分类的化学气相沉积技术 147四、以激活方式分类的化学气相沉积技术 150五、金属有机化合物化学气相沉积技术 160本章小结 162思考题 162参考文献 163 第六章薄膜旋涂和喷涂技术**节旋涂技术 164一、旋涂的基本过程 164二、旋涂的理论模型 165三、旋涂的分类 168四、旋涂技术的应用 169第二节热喷涂技术 169一、热喷涂的基本过程 170二、热喷涂材料 172三、热喷涂的分类 177四、热喷涂技术的应用 187第三节冷喷涂技术 189一、 冷喷涂的基本过程 190二、冷喷涂的理论模型 190三、冷喷涂的工艺参数 191四、冷喷涂的分类 193五、冷喷涂技术的应用 194本章小结 196思考题 196参考文献 197 第七章气相沉积薄膜生长机制**节凝聚 199一、吸附 199二、表面扩散 206三、*终凝聚 208第二节薄膜的形核 210一、均匀形核理论 211二、原子聚集理论 214三、两种成核理论的对比 217第三节薄膜的生长 218一、连续薄膜的形成过程 218二、沉积参数的影响 221三、薄膜生长模式 224四、薄膜中缺陷及内应力的产生 226五、薄膜形成过程的计算机模拟 230第四节薄膜的外延生长 232一、外延生长机理 233二、外延生长形式 235三、分子束外延 236四、液相外延 238五、热壁外延 240六、金属有机化合物化学气相沉积外延生长 241七、离轴磁控溅射 242八、热激光蒸发和脉冲激光沉积 242本章小结 243思考题 243参考文献 244 第八章薄膜加工技术**节刻蚀的基本概念 246一、刻蚀的工艺过程 246二、刻蚀的主要工艺参数 248第二节湿法刻蚀 249一、湿法刻蚀的均匀性 249二、常用的湿法刻蚀技术 250三、湿法刻蚀的应用 253四、电化学刻蚀 253第三节干法刻蚀 254一、等离子体在刻蚀中的应用 255二、离子束溅射刻蚀 256三、反应离子刻蚀 260第四节飞秒激光烧蚀 267一、飞秒激光烧蚀的基本原理 267二、飞秒激光烧蚀加工系统 268三、飞秒激光烧蚀在薄膜加工中的应用 268第五节其它薄膜加工技术 269一、反应气体刻蚀 269二、激发气体刻蚀 270三、 激光诱导正向转移技术 271本章小结 271思考题 272参考文献 272 第九章薄膜的厚度和组织结构表征**节薄膜的厚度监测与测量 274一、薄膜的厚度监测 274二、薄膜的厚度测量 277第二节薄膜成分表征 281一、薄膜成分分析设备 281二、卢瑟福背散射分析 282三、电子显微探针分析 285四、俄歇电子能谱 287五、X射线光电子能谱 289六、二次离子质谱 292第三节薄膜的结构表征 294一、衍射基础 294二、掠入射X射线衍射 295三、低能电子衍射 297四、反射高能电子衍射 299五、透射电子显微镜 299第四节薄膜中原子化学键表征 300一、扩展X射线 301二、红外吸收光谱 303三、拉曼光谱 305四、电子能量损失谱 305第五节薄膜表面形貌与微观组织分析 307一、场离子显微镜 308二、扫描探针显微镜 309三、原子力显微镜 311本章小结 312思考题 313参考文献 313 第十章薄膜材料性能分析**节薄膜应力表征 315一、直接测量法 316二、间接测量法 318第二节薄膜力学性能表征 320一、硬度 320二、断裂韧性 325三、摩擦磨损 327四、界面结合强度 328第三节薄膜磁性能表征 330一、基本磁学参数测量 330二、磁畴结构表征 332第四节薄膜的电学性能表征 334一、电阻率和电导率 334二、磁电阻 336三、霍尔系数 337第五节薄膜光学性能表征 338一、透射率和反射率 338二、光吸收和散射 341三、相位特性 344四、光学常数 346本章小结 348思考题 348参考文献 349