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薄膜材料7.1薄膜材料的性質薄膜(ThinFilm，Coating)1.薄膜材料的定義
薄膜材料是一種在厚度方向上尺寸很小（納米至微米量級）的二維材料。薄膜材料是微電子技術、資訊技術、能源技術等相關技術的基礎，無論是在基礎研究方面還是產業化開發方面都在迅速發展並對現代社會產生巨大影響。2.薄膜材料的歷史
最早的薄膜陶瓷“釉”（商代，三千多年前）。近代，對薄膜的認識始於19世紀初，人們在研究輝光放電過程中發現有固體薄膜沉積出來。20世紀後，電解法、化學反應法和真空蒸鍍法等當代製備薄膜的主要方法相繼問世，人們開始從科學的角度研究薄膜，薄膜技術獲得了迅速的發展，無論是在理論上還是在實際應用中都取得了豐碩的成果。7.1薄膜材料的性質首先研究的是光學薄膜（各種增透膜、高反膜、濾光膜、分光膜等），並在光學儀器、太陽能電池、建築玻璃等領域得到廣泛的應用。20世紀50年代後，微電子器件的發展極大地推動了薄膜技術的進步。薄膜工藝，包括薄膜的沉積和刻蝕已是積體電路製作的基礎。3.薄膜材料的性質薄膜材料的性質薄膜應用光學性質反射、減反、裝飾塗層，干涉濾色鏡，光紀錄介質電學性質絕緣、導電薄膜，半導體、壓電器件磁學性質磁記錄介質力學性質耐磨塗層，顯微機械熱學性質防熱塗層，光電器件化學性質防氧化、腐蝕塗層，氣體、液體感測器7.2薄膜材料的製備技術薄膜製備技術物理氣相沉積技術（蒸發、濺射、離子束、脈衝鐳射）化學氣相沉積技術（等離子體化學氣相沉積技術，分子束外延等）液相法生長技術一、薄膜的物理氣相沉積（PVD）
（一）真空蒸鍍（真空蒸發沉積）1.真空蒸鍍
真空蒸鍍法是將待成膜物質在高真空下蒸發、或昇華，冷卻後在樣品（工件或基片）表面沉積形成薄膜的方法。2.真空蒸鍍設備的組成真空系統、蒸發系統、基片撐架、擋板和監控系統。3.真空的分子動力學基礎物質的蒸氣壓是溫度的函數。P=f(T)T一定時，凝聚相和氣相之間處於動態平衡蒸氣速率與M、P、T有關。7.2薄膜材料的製備技術4.蒸發源(1)蒸發源的種類點源、微面源(2)蒸發源的三種實際形式a.克努曾盒型;b.自由發揮;c.坩堝型(3)蒸發源的加熱方法電阻、電子束加熱,高頻感應加熱,電弧加熱,鐳射加熱等。5.合金和化合物的蒸鍍方法SiO2、B2O3→分子或分子團形式蒸發→形成成分基本不變的薄膜ZnS、CdS、PdS→蒸發部分或全部分解→重新結合→成分有變的薄膜故需通過控制原料組成製備合金、化合物薄膜7.2薄膜材料的製備技術（1）合金蒸鍍的閃蒸蒸鍍方法它是把合金做成粉末或微細顆粒，在高溫加熱器或坩堝蒸發源中，使一個個顆粒瞬間蒸發，形成薄膜的方法。（2）化合物薄膜蒸鍍方法電阻加熱、反應蒸鍍法、雙蒸鍍法——三溫度法、分子束外延法反應蒸鍍法（高熔點化合物薄膜）在充滿活性氣體的氣氛中蒸發固體材料，使兩者在基片上進行反應而形成化合物薄膜。如：Zr+N2→Zr+NC2H4+Ti→TiC7.2薄膜材料的製備技術（二）濺射成薄濺射是指把荷能粒子（如正離子）轟擊靶材，使表面原子或原子團逸出的現象。濺射成
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